从原始的拨号上网到如今下载一部高清电影仅需区区几十秒，人们享受着光子通讯带来的巨大便利。既然光在数据传输方面具有明显优势，能否让光在数据的存储和运算方面也发挥其“飞毛腿”的特长？近日，南理工理学院蒋立勇教授团队提出了一种新的基于表面等离激元模式镜面对称/反对称干涉效应的“面内”相干调控方法并实现了表面等离激元空间编码功能，使人们距离实现这一目标更近了一步。相关研究成果已在线发表于国际光学顶尖期刊《光：科学与应用》（Light: Science & Applications，影响因子13.625）上。
从仅具备单一功能的门禁卡到集成了复杂功能的CPU（中央处理器），半导体电子芯片作为信息技术载体，在生活中随处可见。人们通过调控电子赋予半导体电子芯片存储与运算数据的功能，然而根据摩尔定律预测，受电子运动不确定性物理原理的制约，半导体电子芯片的存储密度与运算速度的提升均面临着“天花板”。要想突破这一瓶颈，必须依赖于新的信息技术载体，由此，人们的目光从“电”转投向了速度更快的“光”，“光子芯片”的概念应运而生。但要将光子芯片由概念变为现实，仍有许多理论与技术难关亟待突破，如集成光源、半导体集成工艺兼容性以及光子的多功能、多自由度调控等。
与电子调控类似，人们可以通过精确调控光子行为让光实现数据的存储与运算，目前学科领域内主流的调控方法之一便是全光相干调控。全光相干调控以相干完美吸收效应为理论基础，采用“面外”对称入射进行相干调控，但受制于这一理论基础固有的局限性，全光相干调控的模式选择性、空间选择性及集成性等性能指标有所欠缺，不利于未来集成光子芯片的发展。蒋立勇教授团队另辟蹊径，以表面等离激元模式相干机理为理论基础，创新性地提出了“面内”全光相干调控方法，该方法突破了“面外”全光相干调控方法的机理限制，具有独特的模式选择性和空间选择性，更有利于芯片集成。蒋立勇教授介绍道，在尺寸更小的芯片上通过全光调控加载更多的功能，拥有更大的存储密度及更高的运行效率，是芯片发展的趋势，这一新方法的提出，从理论基础上为多功能、多自由度调控的光子芯片的应用开发助力，让人们距离光子芯片更近一步。
此外，该方法的提出也为人工微纳结构相干光谱调控提供了新的思路，可拓展到光子晶体等其它微纳光子结构的光谱调控研究上，未来有望在集成光通信、微纳显示和传感等领域启发更多的创新应用。
（来源：江苏广电融媒体新闻中心/糜梦逸 通讯员/崔玉萌 编辑/蒋婕）
