超材料是一種能讓光線改變方向的材料，大大提高了人（rén）們控製光線（xiàn）的能力。最近，美國（guó）國家標準技術研究所（NIST）科學家用銀、玻璃和鉻造出一種納米結（jié）構的新（xīn）型超（chāo）材料。作（zuò）為一種可見光的“單行道”，它能在（zài）一個方向幾乎完全遏製光線傳播，而另一個（gè）方向使光線暢通無阻。研究人員認為，這種“單向光（guāng）路”將來有望在（zài）光學信息處理、新型生物傳感（gǎn）設備（bèi）中大顯身（shēn）手。

      目前許多納米結構的超材料也能讓微波或紅外光在介質中單向傳播，但迄今還未能實現（xiàn）可見光（guāng）的單向傳播，因為現有設（shè）備相對於可見光來說太大（dà）了，無法控製可見光波長。現在所謂的“單向鏡”並不（bú）能使光單向傳（chuán）播，而是一種半透半反鏡，通（tōng）過兩邊透射（shè）和反射的光強差異造（zào）成（chéng）一種視（shì）覺上的差異。

      NIST研究（jiū）員徐亭（音譯）和漢瑞?利澤克將兩種光控納米結構結合在一（yī）起：一層玻璃一層銀堆疊（dié）成的“千層糕”和（hé）鉻金屬製作的“柵欄”。據物理學家（jiā）組織網7月2日（rì）（北京時間）報道，銀?玻璃結構是（shì）一（yī）種典型的“雙曲麵”介質材料（liào），能按光的方向以不（bú）同方式（shì）處理光。由於材料層極薄，僅幾十納米，而可見光波長在400納（nà）米到700納米，因此對外部（bù）射進來的可見（jiàn）光（guāng）來說，材料是不（bú）透明的，在材料內部，光線能以一個狹小的角度範圍傳播（bō）。

      他們用薄膜沉澱技術造出了（le）一塊由20層極薄二氧化矽玻璃和銀（yín）交替組成的（de）超材料，然後在（zài）材料（liào）兩麵各加了一組“鉻柵”，一邊鉻柵的間隙小於入射光波長，能（néng）使入射光改變方向（xiàng）隻能在材料內部傳播；另一邊“鉻柵”能把要射出的光反射回材料內。雖然（rán）第二（èr）組（zǔ）“鉻柵（shān）”未能完（wán）全防止光（guāng）線“逃出”，但經檢測，正向傳播的光比逆向返回的光要多30倍左右（yòu），超（chāo）過現有的任何其他同類材料（liào）。

      用現有方法來製造這種結（jié）合材料，是實現（xiàn）可見光單向傳（chuán）播的（de）關鍵。利（lì）澤克說，如果（guǒ）沒有銀?玻璃塊，就要把“鉻柵”排列得更精細，超過現有（yǒu）技術能達到的水平（píng）。

      這些材料在光通訊（xùn）領域中很有前（qián）景，比如（rú）將其整合到光子芯片上，分離或合並光波攜帶的信號。此（cǐ）外，還能（néng）用在生物傳感領（lǐng）域（yù），探測微小粒子。納米粒子就像“鉻柵”，也能使光線轉（zhuǎn）向（xiàng）通過材料並從（cóng）另一端出來，由此可以作為一種探測器。利澤克說：“這是一種（zhǒng）很酷的設備，即使它表麵有極（jí）小粒子，光線傳播也會有（yǒu）極大變化。”

總編輯圈點

      正常情況下光路是可逆的，兩邊入（rù）射的結果應該一樣，這導致因反射（shè）造成的光向後（hòu）傳播難以控製，這（zhè）是光學設備的常見問題，嚴重（chóng）降低了光通訊係統的性能，也阻礙了集（jí）成光學電路的發展。因此，我們（men）急（jí）需一個可以實現光線單向傳播的光隔離器（qì），讓光線像電（diàn）流一（yī）樣可控（kòng），從而把光傳（chuán）播的優異性能發揮出來。本研究主要解決的便（biàn）是可見光傳播的“可控”，除了材料學的成就，它還可能帶動通訊等多領域的顛（diān）覆性進步，甚至一（yī）批劃時（shí）代產品的出現。