從緊湊型生物傳感器、光譜儀到隱形設(shè)備和量子計(jì)算機(jī)，與集成光子學(xué)有關(guān)的應(yīng)用越來(lái)越受歡迎。與光纖一樣，需要通過(guò)增加材料的局部折射率（RI）才能在集成光子電路中引導(dǎo)光。超快激光寫(xiě)入（laser writing）是唯一一種在透明材料中三維修改RI的技術(shù)，可直接用于打造3D光子設(shè)備。在90年代末，隨著首次在玻璃的光子通道中引入激光寫(xiě)入技術(shù)后，人們相信該技術(shù)很快會(huì)成為制造集成光子學(xué)設(shè)備的首選工具。不過(guò)，盡管做了很多努力，激光引起的RI變化的幅度仍然很有限，阻礙生產(chǎn)出具有彎曲光學(xué)通道的緊湊型設(shè)備，而且此類通道需要變化幅度較大的RI。

　　（圖片來(lái)源：拉瓦爾大學(xué)）

　　不過(guò)，據(jù)外媒報(bào)道，加拿大拉瓦爾大學(xué)（Laval University）光學(xué)、光子學(xué)和激光中心（COPL）的Jerome Lapointe博士與同事們發(fā)現(xiàn)了一種與激光加工材料的電子共振有關(guān)的物理現(xiàn)象，可解決RI變化問(wèn)題。利用新概念，科學(xué)家們演示了彎曲半徑、微米大小的光子通道，此前從未在三維空間中實(shí)現(xiàn)該通道。該新技術(shù)有望大幅降低3D光子學(xué)電路的尺寸，例如，能夠在同一芯片上更密集地集成光子應(yīng)用，或增加光量子計(jì)算機(jī)的容量。

　　科學(xué)家們解釋：“我們發(fā)現(xiàn)飛秒激光脈沖能夠局部且永久地改變材料的電子共振。從數(shù)學(xué)角度看，RI指數(shù)取決于材料的電子共振，會(huì)隨著光頻率（或者顏色）變化而變化。然后，我們證明了光子電路能夠在材料的透明區(qū)域利用此現(xiàn)象。在該區(qū)域中，RI（光子電路的基礎(chǔ)）的變化可以達(dá)到一個(gè)非常大的正值，從而可以在小型化的光子電路中引導(dǎo)光。”

　　“最近，歐洲科學(xué)家利用激光寫(xiě)入技術(shù)打造了量子計(jì)算機(jī)組件，此類組件長(zhǎng)度為5至10厘米，我們的發(fā)現(xiàn)表明，同樣的量子設(shè)備可能可以縮小10倍以上，這非常有前景，因?yàn)槿魏斡?jì)算機(jī)的計(jì)算能力與芯片上的組件數(shù)量都成正比。”

　　令人驚訝的是，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紅色光穿過(guò)此類光子電路時(shí)，電路會(huì)隱形，還發(fā)現(xiàn)根據(jù)材料和激光寫(xiě)入的條件，某些顏色的光會(huì)讓此類電路隱形。科學(xué)家們利用解釋電子共振變化的同一理論來(lái)解釋此種現(xiàn)象。此種新概念為隱形光子應(yīng)用鋪平了道路，可應(yīng)用于手機(jī)屏幕、汽車(chē)擋風(fēng)玻璃和工業(yè)顯示屏。

　　科學(xué)家們預(yù)測(cè)道：“我們發(fā)現(xiàn)，由電子共振變化引起的RI正向變化可以精確補(bǔ)償由結(jié)構(gòu)膨脹（由激光寫(xiě)入引起）引起的RI負(fù)向變化，從而導(dǎo)致某些顏色的光不會(huì)發(fā)生RI變化。據(jù)我們所知，這是一種直接打造隱形結(jié)構(gòu)的新概念。將高工作頻率的RI高幅度變化與彩虹頻率的不可見(jiàn)特性有利結(jié)合，可能會(huì)在手機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)幾個(gè)隱形應(yīng)用。”