據物理學家（jiā）組織網10月18日報道，英（yīng）國布裏（lǐ）斯托（tuō）爾大學科學家領導的國際研究（jiū）團隊展示（shì）了矽芯片“光學漩渦（wō）光束” 發射器集成陣列。相關研（yán）究報告將發布在最新一期《科學》雜誌上。

      一般而言，生成“光學漩渦光束”需要（yào）透鏡和全（quán）息攝影等有關光（guāng）學組件。這雖（suī）利於科研但對於其他應用卻十分不便，尤其是在需要大量、高（gāo）密度的該種光束（shù）時。而布裏斯托爾大學發明的新發射器隻有幾微米大，比傳統的元件尺寸要小數千倍。同時，它們還以矽光波導為基礎，因此可以利用標準的集成電路製（zhì）造（zào）技術（shù）製成。

      科（kē）研人員表示，他們製成的微型光學漩渦設備十分小巧、緊湊，因此（cǐ）矽芯片內能容納數千個發射器，而（ér）製造成本也很低廉。這種集成設備和係統能夠開拓有關光學漩渦的全新應用：其能輕易地互相連接，形成（chéng）光子（zǐ）集成（chéng）電路中複雜的大型陣列（liè），並被用於通信、傳感和微粒操控等領域。

      與傳統的理念相左，這些光束並不（bú）會以直線傳播，相反，它們的能（néng）量會（huì）在中空的圓錐形波束形狀內呈螺旋狀傳遞。因此這些光束看起來更像是旋（xuán）風或漩渦，向左或向右扭動著。而理論上對它（tā）們的扭曲方式也沒有限製。在量子力（lì）學中，這一特征與（yǔ）光子的軌（guǐ）道角動量相關。也就是說在這些光束中的光子可被認（rèn）為會環繞光（guāng）束軸運行，這與行星環繞恒星旋轉運（yùn）動類似（sì）。

      當這些光與物質相互作（zuò）用時，其可以在物質上保持一個扭（niǔ）矩（jǔ）力（lì），因此它能被（bèi）用作“光學扳手”，對（duì）微粒或液滴進行旋轉和囚禁。不同程度的扭曲也可用來（lái）傳輸信息，其能允許單個光學信號攜帶更多的信息，並增加光學通信線路的容量。

      頻率相同而（ér）軌道角動量不（bú）同（tóng）的光束能夠傳輸不同的信息流。單個（gè）光子能夠利用這些程度（dù）不一的扭（niǔ）曲來代表量子信息，其能（néng）同時呈（chéng）現順（shùn）時（shí）針和逆時針的扭曲效果。此外，利用這些光（guāng）進（jìn）行成像和傳感的應用也在研發之中（zhōng）。例如，在普通的光（guāng）學顯微鏡（jìng）下手性分子看起來幾乎一樣，而在“光學漩渦光束”的照射下，科（kē）學家（jiā）能輕易發現不同程度或方向不（bú）同的扭曲。

      研究人（rén）員還談到，最令人興奮的應用之一莫過（guò）於單光子水平的扭曲（qǔ）光控製，這使他們能夠探索和開發光學漩渦的量子力學性能，並為（wéi）未（wèi）來在量子通信和量子（zǐ）計算等方麵（miàn）的應用奠定基礎。