激光网2月24日消息，耶拿大学化学系和物理系的跨学科研究团队开发了一种材料涂层，其光折射特性可以在不同状态之间精确切换。该团队由Felix Schacher，Sarah Walden，Purushottam Poudel和Isabelle Staude领导，将对光反应的聚合物与所谓的超表面相结合。这项创新导致了可用于信号处理的新型光学元件的诞生。
他们的研究结果现已发布在ACS Nano杂志上。
“几十年来，超表面和光开关聚合物在原则上都是众所周知的，”固体物理研究所的Sarah Walden解释说，她现在领导着澳大利亚的一个研究小组。她补充道，“但我们是第一个以这种形式将两者结合起来，为光学应用开发新组件的公司。
超表面是纳米结构的薄层，其特征结构尺寸小于光的波长。这使得光的特性及其传播受到特殊影响，从而实现了各种光学功能，否则这些功能将由透镜、偏光片或光栅执行。另一方面，可切换聚合物是塑料，其特性可以在不同状态之间发生变化。
“我们使用的聚合物含有染料分子，”有机化学和高分子化学研究所的Felix Schacher继续说道。“这意味着它们吸收一定波长的光，并在此过程中改变它们的结构 - 从而改变它们的特性，例如在这种情况下光的折射率。
为了将染料切换回具有相应特性的先前结构，需要不同波长的光。
物理学家Isabelle Staude解释说：“我们系统的特别之处在于，当超表面涂覆这种聚合物时，折射率的变化会影响超表面的光学特性。
即使与以前已知的类似系统相比，所实现的变化也令人惊讶地显着。
“由于聚合物的吸收率因染料的不同而不同，因此各种效应可以很好地相互分离或组合，”物理学家总结道。
除了这个有希望的结果之外，该团队还发现了一个令人惊讶的发现：“在我们的工作中，我们分别使用了两种不同的染料，每种染料都应用于超表面。这证实了这种效果，“Schacher解释道。“然而，当混合两种可切换聚合物时，会产生额外的影响，”他报告说。“我们怀疑这两种不同的染料分子相互作用，但目前我们不能确定。需要进一步的调查来澄清这种有趣的行为。
尽管这些可切换表面的主要重点是展示基本原理，但研究小组可以设想几种应用：“由于这些表面可以随光在不同的属性状态之间切换，因此传感器技术是一个自然的应用领域。可以想象，这种可切换的表面可用于光学数据处理。
“当然，如果这些组件可以用于光学神经网络，例如，它可以像现在的电子人工智能一样处理图像信息，那会让我们的团队感到高兴，”Schacher说。“然而，由于这种类型的数据处理是基于光而不是电子设备，因此它比传统的基于计算机的人工智能更节能、更快。
