（文章來源：教育新聞網(wǎng)）

研究人員設計了一種新的基于芯片的設備，該設備可以在沒有活動部件的情況下整形和控制藍光。該設備可以極大地減少用于增強現(xiàn)實和各種其他應用的光投射組件的尺寸。

哥倫比亞大學研究小組負責人米哈爾·利普森(Michal Lipson)說：“我們的藍色相控陣平臺可以為許多新興應用快速，精確地重新配置可見光，涵蓋全息顯示，量子信息處理以及生物傳感和刺激?！薄八鼮樵诖笠曇胺秶鷥?nèi)的整個可見范圍內(nèi)進行芯片級光投射鋪平了道路，并且可以使當前龐大的光學系統(tǒng)小型化?！?/p>

利普森(Lipson)及其同事在光學學會(OSA)的《光學快報》上描述了這種新設備。它是第一個使用氮化硅平臺在藍色波長下工作的芯片級光學相控陣(OPA)。通過啟用3D光圖案的任意重新配置，OPA的功能類似于可重新配置的鏡頭。

新的OPA是由DARPA資助的項目的一部分，該項目的目的是創(chuàng)建一種輕巧，低功耗的頭戴式顯示器，該顯示器可以將可視信息以極高分辨率和大視野投射到視網(wǎng)膜上。如今，這種類型的增強顯示是不可能的，因為用于整形和引導光的光投射組件體積龐大且視野有限。

OPA提供了替代大型光投射設備的方法，但通常使用硅制造，而硅只能用于近紅外波長。藍色波長要求OPA由工作在可見波長的半導體材料(例如氮化硅)制成。但是，制造和材料挑戰(zhàn)使實用的藍色OPA難以實現(xiàn)。研究人員最近優(yōu)化了氮化硅制造工藝，以克服這一挑戰(zhàn)。在這項新工作中，他們應用了這個新平臺來創(chuàng)建基于芯片的OPA。

該論文的共同第一作者Min Chul Shin說：“如果器件的制造不完美，則較小的波長會散射得更多，從而導致更高的光損耗?！薄耙虼?，展示一種在藍色波長下工作的OPA意味著我們可以在整個可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)這一目標?！毖芯咳藛T使用新的藍光OPA演示了在50度視野內(nèi)的光束轉向。他們還通過生成字母的2D圖像顯示了這種類型的圖像投影平臺的潛在優(yōu)勢。

該論文的共同第一作者Aseema Mohanty說：“我們測試過的所有芯片都運行良好?！霸撓到y(tǒng)的大規(guī)模集成可以使用當今的光刻技術來完成。因此，該新平臺引入了一個平臺，用于在整個可見范圍內(nèi)完全可重新配置的芯片級3D體積光投影。”

新的藍色OPA可用于受困的離子量子計算機，后者需要在可見光譜范圍內(nèi)的激光器才能進行微米級的光刺激。陷阱離子量子計算機是用于量子計算的最有前途的實用設計之一，這種新興技術有望比傳統(tǒng)計算快得多。新的基于芯片的設備也可以用于光遺傳學，它使用可見光控制活體組織中的神經(jīng)元和其他細胞。例如，該設備可用于制造可植入設備，以刺激疾病動物模型中神經(jīng)元上的光敏標簽。

研究人員計劃進一步優(yōu)化OPA的功耗，因為低功耗操作對于輕巧的頭戴式增強現(xiàn)實顯示器和光遺傳學應用至關重要。
（責任編輯：fqj）