日本科學(xué)家成功制作出大規(guī)模的耦合納米空腔(coupled nanocativy)，它能把光速減緩至正常速度的百分之一。NTT基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室(NTT Basic Research Laboratories)的Masaya Notomi指出，這是第一個(gè)問世的波長級(jí)大型耦合空腔結(jié)構(gòu)，尺寸比前以往小了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，但增益Q值卻高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。此項(xiàng)成果將有助于全光回路的實(shí)現(xiàn)。

光在色散介質(zhì)中的傳遞可以用兩種速度來描述：相速度(phase velocity)及群速度(group velocity)。相速度即單頻光的行進(jìn)速度，然而一道脈沖光包含了許多波長，因此行進(jìn)速度必須以群速度來定義。群速度低的慢光(slow light)能增強(qiáng)光與材料間的交互作用，具有許多應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)。

耦合空腔結(jié)構(gòu)

在各種能降低光速的介質(zhì)中，耦合空腔是最具潛力的系統(tǒng)之一，這是因?yàn)橄啾绕渌�系統(tǒng)，理論上耦合空腔的導(dǎo)光模態(tài)(light-guiding mode)在低群速度下仍具有小的群色散的特性。隨著空腔尺寸縮小及Q值提高，光速會(huì)愈趨減緩，然而要將尺寸小、Q值高的空腔組成大型數(shù)組并非易事。

Notomi等人選擇采用光子晶體(photonic crystal)來制造高Q值的耦合空腔。光子晶體是介電系數(shù)呈周期性變化的結(jié)構(gòu)，具有局限光的能力。Notomi等人利用高分辨率的微影術(shù)，將200個(gè)尺寸極小、Q值極高的空腔耦合在一起，成功地將光速減緩至不到真空光速的百分之一。這種能結(jié)構(gòu)可以在芯片上擴(kuò)充，意味著全光處理(all-optical processing)不再遙不可及。

Notoni表示，上述陣列能應(yīng)用在光緩沖存儲(chǔ)器及光開關(guān)中，將可節(jié)省許多能量，它們也有助于在單一芯片上制作包含記體體以及邏輯閘的光子組件。目前該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃找出耦合空腔最佳化的條件，并通過增加空腔數(shù)目來增加操作頻寬及延緩效果，同時(shí)試著增強(qiáng)光與介質(zhì)間的交互作用。詳見Nature Photonics 2 741 (2008)。

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