美国的物理学家首度制作出能让光大角度转弯的三维(3D)的光子晶体(photonic crystal)波导。这项研究使积体光路及低阈值雷射研究都迈出了一步。

光子晶体泛指由高低折射率材料周期性排列组成的介电结构，电磁波因布拉格散射而具有能带结构，频率位于能隙中的光将无法在光子晶体内传递。杂质或缺陷则会在能隙内产生杂质态(impurity state)，因此光子晶体可以局限光，使其沿着波导内预先决定好的路径传递。

虽然这类波导可以在电信上用来处理光学信号，或做为低阀值激光器的微共振腔，然而到目前为止，几乎所有问世的波导都是二维的，而且尚未出现能在光子晶体中任意位置制造3D波导的方法。

这个僵局最近被伊利诺大学香槟分校的Paul Braun等人打破了。他们开发出一个有弹性的方法，利用聚焦激光束来制造3D光子晶体波导。他们先让直径725或925 nm的胶状的二氧化硅球在基底上形成晶体，制造出类似蛋白石(opal)的结构，然后在结构中加入一种单体溶液，并以聚焦激光束的焦点扫描预期形成波导的区域，让单体结合成聚合物。研究人员再以硅填满其余的结构，并利用酸蚀掉原来的二氧化硅球。

上述过程最后会得到一个内含聚合物波导的“反蛋白石”(inverse opal)光子晶体，此波导的线宽小于100 nm，且在近红外波段近乎透明。为了确定系统能有效运作，研究人员制造了具有两个大转弯的波导，并且观察到只有落在能隙中、波长1.48 μm的光可以穿过波导。

Braun的团队表示这项技术可望为第一个能在三维中操纵光子的组件铺路。详见近期的Nature Photonics advance online publication。

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