一支國際研究團(tuán)隊(duì)近日取得重要突破：他們發(fā)現(xiàn)一種晶體材料可以僅憑光照實(shí)現(xiàn)重新編程，無需任何復(fù)雜制造工藝。這一發(fā)現(xiàn)為光學(xué)技術(shù)及高端應(yīng)用開辟了全新方向。

該研究由XPANCEO新興技術(shù)研究中心的科學(xué)家主導(dǎo)，并與諾貝爾獎(jiǎng)得主康斯坦丁·諾沃肖洛夫合作完成，研究對象是一種名為三硫化二砷（As?S?）的材料。這種材料屬于半導(dǎo)體晶體，歸類于"范德華"材料家族，以其與光的獨(dú)特交互能力而著稱。

折射率可被光線實(shí)時(shí)改寫

理解這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵，在于"折射率"這一概念——它決定了光在材料內(nèi)部的偏折方式。在特定材料中，光本身可以改變這一參數(shù)，即所謂的光致折變效應(yīng)。研究顯示，As?S?晶體在受到光照時(shí)，其折射率變化幅度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)光學(xué)材料，這一特性使其在可編程光學(xué)器件領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。

這意味著研究人員可以直接用光在材料內(nèi)部"書寫"光學(xué)圖案和功能，而無需動(dòng)用昂貴設(shè)備或繁瑣的傳統(tǒng)加工工藝。光束本身就是"筆"，材料本身就是"紙"，整個(gè)編程過程大幅簡化了光學(xué)器件的制造流程。

500納米精度刻寫愛因斯坦肖像

研究團(tuán)隊(duì)利用一臺(tái)普通激光器，在晶體內(nèi)部雕刻出極為精細(xì)的納米圖案，其中包括一幅愛因斯坦微縮肖像?？虒懢冗_(dá)到500至700納米的點(diǎn)間距，可生成的"光學(xué)指紋"，幾乎無法被仿制復(fù)制。

此外，As?S?晶體在受到光照后還會(huì)發(fā)生物理膨脹，體積膨脹比例Zui高可達(dá)5%。這一特性允許研究人員直接在材料表面塑造微透鏡、光柵等光學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步拓展了其在器件集成方面的應(yīng)用空間。

光通信、防偽與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的潛在應(yīng)用

這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景跨越多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域：在光通信領(lǐng)域，可優(yōu)化光信號的傳輸與調(diào)制；在傳感與成像領(lǐng)域，可開發(fā)出響應(yīng)更靈敏的新型器件；在防偽安全領(lǐng)域，納米級光學(xué)指紋可作為難以復(fù)制的真?zhèn)舞b別手段；在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與智能眼鏡領(lǐng)域，可為輕薄化光學(xué)元件的制造提供全新路徑。

從更宏觀的視角來看，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著光子學(xué)領(lǐng)域的一次重要轉(zhuǎn)向——以光代電，成為信息處理與傳輸?shù)暮诵慕橘|(zhì)。隨著研究深入，以As?S?為代表的可光編程材料有望催生新一代智能光學(xué)器件，包括智能眼鏡、高性能隱形眼鏡等消費(fèi)級產(chǎn)品，乃至工業(yè)級光計(jì)算芯片。中國在光子學(xué)材料與器件領(lǐng)域布局已久，范德華材料、二維半導(dǎo)體等方向均有大量科研投入，此類可光編程晶體材料的突破，或?qū)閲鴥?nèi)相關(guān)團(tuán)隊(duì)提供新的研發(fā)靶點(diǎn)與產(chǎn)業(yè)化方向，值得密切跟蹤。