澳洲国立大学(Australian National University;ANU)的研究人员在《纳米通讯》(Nano Letters)期刊中发表制造纳米天线的新方法;透过谓的「二次谐波产生」途径,研究人员能够在一般的透明玻璃基板顶部均匀地打造出比人类发丝更小500倍的纳米天线,从而应用在夜视护目镜或智能眼镜的透镜上。

研究人员们在「从AlGaAs纳米天线中非线性地产生向量光束」(Nonlinear Generation of Vector Beams From AlGaAs Nanoantennas)一文中解释这项新的研究成果。研究人员表示,这种新的途径使其得以在不同的发光频率从任何方向照射纳米天线时,观察并特性化纳米天线的行为。研究人员发现,当以红外线频率照射时,嵌入式纳米光子组件能够局部且在空间中操纵光线。(以340-690nm的不同直径和300nm的厚度测试砷铝化镓(AIGaAs)纳米磁盘,并以5μm间隔周期性进行布置)

纳米天线能以较佳的方向发射二次谐波。这种二次谐波的产生又称为「倍频」(frequency doubling);藉由调整纳米磁盘,研究人员得以在前向、后向及其偏振状态,形成二次谐波辐射模式。

虽然这种倍频途径相当基本,但澳洲国立大学教授Dragomir Neshev表示,它还可以将来自红外光(或人眼看不到的其他频率)的光子直接转换成可见光的频率。为此,这必须结合红外光光子与雷射产生的新光子。而这可透过在传统玻璃透镜表面嵌入合适的纳米磁盘组合来实现,因而免于设计依赖传感器与显示器的庞大光电转换装置。

研究人员的目标是将极其小型的纳米天线制造成一种薄膜,应用在像智能眼镜或护目镜的透镜上,以低成本实现革命性的夜视功能。相较于当今的夜视护目镜,透过这项研究果所实现的夜视护目镜所需功耗更低,甚至可采用像Google Glass一样在护目镜附加电池的方式。

由于这项研究成果明显适于军事应用,研究团队已经向美国国防先进研究计划署(DARPA)提出了研究建议,寻求在未来五年内开发这项技术的基金。其他应用还包括仅能在特定照明下进行侦测的防伪标记。

「至于申请专利或建立新创公司,目前看来还为时过早,但我希望能确保这项投资基金能够更接近于实现实际的产品。」

(原文发表于eetimes,Susan Hong编译)

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