据美国每日科学网站8月1日报道,美国科学家利用此前研发的“超材料”制造出一台新的非线性设备,使他们操纵光子变得像用电子设备操纵流动的电子一样随心所欲,光子元件取代通讯领域的电子元件又向前迈进一步。

  当光穿过一个物体时,即使光可能会被反射、折射或强度有所减弱,但透出来的仍是同样的光线,这就是我们所熟知的线性。然而,某些“非线性”材料会背离这个经验法则,光子和这种非线性的材料相互作用会让光子的频率增加一倍,波长减少一半,新光线名为第二谐波,这个非线性的过程则为二次谐波(也被称为倍频)。

  杜克大学普拉特工程学院电子和计算机工程学研究生阿勒克·罗斯指出,在正常情况下,第二谐波的行进方向由所用的非线性材料严格限定。之前研制出的一些非线性设备以及天然非线性材料都很难控制第二谐波的方向。

  杜克大学的科学家们使用一种由包裹在玻璃纤维内的金属和线缆组成的“超材料”(具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料)构建出了能引导第二谐波行进方向的非线性设备。