斯坦福大学减缓/控制光线 可应用于自动驾驶汽车激光雷达

盖世汽车讯 光的速度非常快，而这种速度对于快速交换信息至关重要，不过，当光穿过材料时，其激发原子和分子的机会就会变得非常小。如果科学家能够减慢光粒子或光子的速度，就可以为一系列新技术应用打开大门。

图片来源：斯坦福大学

据外媒报道，近日，斯坦福大学（Stanford）的研究人员就展示了一种可显著降低光速的新方法，与在回声室将声音“抓住”并随意引导声音传播的方向一样。斯坦福大学材料科学与工程系副教授Jennifer Dionne在实验室中，将超薄硅片构造成纳米大小的条棒，利用共振捕获光线，然后再释放光线或重新定向。此类“高质量因子”（high-quality-factor）或“高Q”谐振器可能可以创造操控和使用光的新方法，实现量子计算、虚拟现实和增强现实、光学WiFi，甚至检测SARS-CoV-2病毒等应用。

在操纵光之前，需要打造谐振器，这其实带来了很多挑战。

该设备的核心部件是一层极薄的硅，可以高效地捕获光线，对近红外光的吸收率也很低，而科学家们正想控制近红外光。硅放在透明材料晶片（如蓝宝石）上，研究人员将电子显微镜的“针头”置于晶片上蚀刻纳米天线图案。此种图案必须划得尽可能平滑，因为此类天线需要像回音室的墙壁一样，而如果有缺陷就会抑制捕捉光线的能力。

最终，该设备的质量因子高达2500，比以往任何类似设备的质量因子（质量因子是描述共振行为的一种度量，与光的寿命成正比）高出两个数量级（100倍），从而可以实现各种技术应用。

例如，生物传感。单个的生物分子非常小，基本无法看到。但是，让光在一个分子中穿透成百上千次，可以极大地增加打造可探测散射效应的机会。

现在，研究人员们正致力于将此种技术用于探测COVID-19的抗原（能引发免疫反应的分子）和抗体（在反应中，由免疫系统产生的蛋白质）。此种高质量因子纳米谐振器还可以让每个天线单独工作，以同时探测不同类型的抗体。

此外，该项技术还可用于通常用于自动驾驶汽车的激光雷达，以及在量子科学中发挥作用。