（纳闻记者李文瑞报导）
澳大利亚国立大学 (ANU) 的物理学家开发了新技术，可以使用纳米粒子控制光可以和不能传播的方向，这可能会发现通往更便宜、更快和更可靠的互联网的道路。
澳大利亚国立大学的科学家与来自新加坡、中国和德国的同事合作开发了小型半透明载玻片，可以根据光线通过的方向产生两种不同的图像。 例如，起初，载玻片可能会产生显微镜的图像，但一旦翻转它就会产生一组轮子和齿轮的图像，这只是众多可能性中的一种。
项目负责人、澳大利亚国立大学非线性物理中心的谢尔盖·克鲁克 (Sergey Kruk) 在澳大利亚国立大学的媒体发布会上说：“粒子控制光的流动，就像道路标志通过操纵光可以或不能行进的方向来控制繁忙道路上的交通一样。” .
“有些粒子只允许光从左向右流动，其他粒子从右向左流动，或者路径可能在任一方向上都被阻挡。”
“虽然这些图像的目的主要是艺术，但它们展示了这项新技术的潜力，”来自中国东南大学的王磊说。
“在现实世界的应用中，这些纳米粒子可以组装成复杂的系统，以一种有用的方式控制光的流动——例如在下一代通信基础设施中，”王说。
Sergey Kruk 博士是澳大利亚国立大学非线性物理中心的研究员（图片：Jamie Kidston/ANU）。这项技术对未来技术意味着什么
研究人员指出，这一突破有可能创造出新的基于光的设备，这不仅是改进和降低互联网成本的关键，而且也是未来多种技术的基础。
克鲁克说，在纳米尺度上控制光流可以保证光会去它应该去的地方，而避开它不应该去的地方。
“我们在光的帮助下交换了大量的信息，”他说。 “例如，当你从澳大利亚到欧洲进行视频通话时，你的声音和图像会被转换成短脉冲光，通过光纤在大陆和海洋上传播数千公里。”
“不幸的是，当我们使用当前基于光的技术来交换信息时，可能会出现很多寄生效应。 光线可能会散射或反射，这会影响您的通信。”
克鲁克说，如果保证光能准确地流向需要的地方，当前技术的许多问题都会得到解决。
“总的来说，我们正在研究的纳米级光的交通控制与我们计算机芯片内的电流交通控制（由纳米级半导体二极管和晶体管执行）相似。”
“如果使用光束而不是电流来处理信息，某些任务可能会执行得更快。”
他说，控制光流的微型技术的广泛部署可能会激发技术和社会变革，让人想起二极管和晶体管——控制电流的小部件——引发的变革。
“对纳米级电流的控制最终为我们带来了现代计算机和智能手机。 因此，设想我们的新兴技术在控制光流方面的潜力是令人兴奋的。”
Sergey Kruk 博士是澳大利亚国立大学非线性物理中心的研究员（图片：Jamie Kidston/ANU）。竞争对手技术
“用于光通信的有用设备是‘光隔离器’，”克鲁克在给的电子邮件中说。 “它允许光向前传播，但不能向后传播，从而保护复杂的通信系统免受寄生的反向光散射和反射。”
虽然像澳大利亚国立大学开发的新技术一样，光隔离器可以控制光流，但它们也有缺点。
“目前的光隔离器相当大且价格昂贵。 我们为实验室购买的商业隔离器通常尺寸为几厘米，成本超过 1000 美元，”他说。
“这个研究方向可能会将光隔离器的尺寸减小到纳米级（纳米——十亿分之一米），并将成本降低到几分之一美元。
“广泛部署小型且廉价的光隔离器将促进更快、更可靠、更便宜的互联网的发展。”
然而，Kruk 表示，目前新开发的载玻片与光学隔离器之间存在重要区别。
“我们的幻灯片改变了光的颜色，或者换句话说，改变了光波振荡的频率，而光学隔离器则不会。”
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克鲁克说，非线性光学——材料如何与非常亮的光束（如激光）相互作用——是允许光与半透明幻灯片相互作用的方式不对称的基本物理原理。
“在这项工作中，我们采用了称为“三次谐波产生”的非线性光学现象，它使光的频率增加了三倍。”
他说，目前，该团队正致力于应用称为“非线性自作用”的第二种光学现象，该现象将在维持其频率的同时保持光的不对称传输。
“第一步，我们选择了‘三次谐波产生’，因为它与硅配合良好——硅是纳米加工最简单的材料之一（计算机芯片由硅制成，因此纳米加工技术非常成熟）。”
“对于基于‘自我作用’的第二步（例如不改变频率），我们研究了几种更奇特的材料，高质量的纳米加工是挑战之一。”
