持續(xù)時(shí)間不到萬(wàn)億分之一秒的快速激光脈沖被用于當(dāng)今一系列應(yīng)用中。這些超短激光脈沖使科學(xué)家們能夠?qū)崟r(shí)觀察化學(xué)反應(yīng)，對(duì)精細(xì)的生物樣本進(jìn)行成像，構(gòu)建精確的納米結(jié)構(gòu)，并發(fā)送長(zhǎng)距離、高比特率的光通信。

但是，任何在可見(jiàn)光譜中應(yīng)用超短激光脈沖都必須克服一個(gè)基本困難——紅光通過(guò)玻璃等透明材料的速度比藍(lán)光快。因此，當(dāng)超短激光脈沖通過(guò)玻璃透鏡時(shí)，緊密聚集的光波長(zhǎng)分開(kāi)，破壞了光束的實(shí)用性。

幾十年來(lái)，這種色散問(wèn)題一直困擾著光學(xué)研究人員，如今大多數(shù)解決方案都涉及增加光學(xué)設(shè)備尺寸和體積的附加組件。

現(xiàn)在，哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 (SEAS) 的研究人員開(kāi)發(fā)出一種硅涂層，當(dāng)應(yīng)用于玻璃鏡片表面時(shí)，可以抵消色散的影響。該研究發(fā)表在《自然通訊》上。

“我們的靈活方法可以在傳統(tǒng)的光學(xué)和光學(xué)裝置中快速實(shí)施，并適用于不同的光譜區(qū)域和應(yīng)用，” 該研究的作者，SEAS應(yīng)用物理學(xué)教授兼文頓海耶斯電氣工程高級(jí)研究員Federico Capasso說(shuō)。

超薄涂層使用精確設(shè)計(jì)的硅柱，在重新發(fā)射之前短暫捕獲并保持紅光。這種臨時(shí)保持允許移動(dòng)較慢的藍(lán)光趕上。

帶有超薄涂層硅柱的電子顯微鏡圖像

SEAS博士后研究員、該論文的第一作者M(jìn)arcus Ossiander說(shuō)：“我們的涂層抵消了透明材料的色散效應(yīng)，充當(dāng)紅光的減速帶，并平均每個(gè)波長(zhǎng)的光速�！�

研究人員通過(guò)將激光脈沖縮短到幾千萬(wàn)億分之一秒來(lái)測(cè)試涂層。納米柱硅涂層是使用與工業(yè)半導(dǎo)體相同的商業(yè)光刻工具制成的，可以輕松地將這些涂層快速應(yīng)用于現(xiàn)有的光學(xué)組件，并擴(kuò)展飛秒激光脈沖的適用性。

奧西安德（Ossiander）說(shuō)：“現(xiàn)在，任何人都可以購(gòu)買鏡片，涂上涂層并使用鏡片，而無(wú)需擔(dān)心色散，這種方法可以成為一系列抗色散或非色散光學(xué)器件的基礎(chǔ)�！�

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2021-11-simple-silicon-coating-long-standing-optical.html