（文章來源：教育新聞網）

研究人員設計了一種新的基于芯片的設備，該設備可以在沒有活動部件的情況下整形和控制藍光。該設備可以極大地減少用于增強現實和各種其他應用的光投射組件的尺寸。

哥倫比亞大學研究小組負責人米哈爾·利普森(Michal Lipson)說：“我們的藍色相控陣平臺可以為許多新興應用快速，精確地重新配置可見光，涵蓋全息顯示，量子信息處理以及生物傳感和刺激?！薄八鼮樵诖笠曇胺秶鷥鹊恼麄€可見范圍內進行芯片級光投射鋪平了道路，并且可以使當前龐大的光學系統小型化?！?/p>

利普森(Lipson)及其同事在光學學會(OSA)的《光學快報》上描述了這種新設備。它是第一個使用氮化硅平臺在藍色波長下工作的芯片級光學相控陣(OPA)。通過啟用3D光圖案的任意重新配置，OPA的功能類似于可重新配置的鏡頭。

新的OPA是由DARPA資助的項目的一部分，該項目的目的是創建一種輕巧，低功耗的頭戴式顯示器，該顯示器可以將可視信息以極高分辨率和大視野投射到視網膜上。如今，這種類型的增強顯示是不可能的，因為用于整形和引導光的光投射組件體積龐大且視野有限。

OPA提供了替代大型光投射設備的方法，但通常使用硅制造，而硅只能用于近紅外波長。藍色波長要求OPA由工作在可見波長的半導體材料(例如氮化硅)制成。但是，制造和材料挑戰使實用的藍色OPA難以實現。研究人員最近優化了氮化硅制造工藝，以克服這一挑戰。在這項新工作中，他們應用了這個新平臺來創建基于芯片的OPA。

該論文的共同第一作者Min Chul Shin說：“如果器件的制造不完美，則較小的波長會散射得更多，從而導致更高的光損耗?！薄耙虼?，展示一種在藍色波長下工作的OPA意味著我們可以在整個可見光范圍內實現這一目標?！毖芯咳藛T使用新的藍光OPA演示了在50度視野內的光束轉向。他們還通過生成字母的2D圖像顯示了這種類型的圖像投影平臺的潛在優勢。

該論文的共同第一作者Aseema Mohanty說：“我們測試過的所有芯片都運行良好?！霸撓到y的大規模集成可以使用當今的光刻技術來完成。因此，該新平臺引入了一個平臺，用于在整個可見范圍內完全可重新配置的芯片級3D體積光投影?！?/p>

新的藍色OPA可用于受困的離子量子計算機，后者需要在可見光譜范圍內的激光器才能進行微米級的光刺激。陷阱離子量子計算機是用于量子計算的最有前途的實用設計之一，這種新興技術有望比傳統計算快得多。新的基于芯片的設備也可以用于光遺傳學，它使用可見光控制活體組織中的神經元和其他細胞。例如，該設備可用于制造可植入設備，以刺激疾病動物模型中神經元上的光敏標簽。

研究人員計劃進一步優化OPA的功耗，因為低功耗操作對于輕巧的頭戴式增強現實顯示器和光遺傳學應用至關重要。
（責任編輯：fqj）