日研制出新元件 可减少光通信信号丢失

金刚石之所以独具魅力，是因为它能完全反射回照射到自己身上的光线，使得它看上去闪闪发光。物质都有固定的折射率，当两种物质接触，其接触的界面称为折射率界面。折射率的界面是光的一道屏障，当光线照射到界面时，一部分会被界面反射。折射率不同的两种物质之间产生的光反射现象，对光纤通信来说却是一个巨大麻烦。因为反射作用会使光线的传输大打折扣，无法被全部传送。

最近，日本理化学研究所的河田聪、田中拓男研究员利用布儒斯特定律（即当入射角的正切等于媒质的相对折射率时，反射光线将为线偏振光）来解决光纤反射现象，制作出了“Materials”棱镜。他的具体做法是：在玻璃状透明固体材料中，加入用金和银等贵金属加工成纳米级线圈状的人工物质，并用这种棱镜创造了不产生反射、光线可在不同折射率的物体之间自由通过的新技术。这一技术超出了光学理论的常识，是一种基于全新理论的光技术。该成果发表在美国科学杂志《物理评论》上。

该技术的核心在于，利用被称之为“Materi鄄als”的金属纳米结构体，人为控制物质的物理常量。首先，物质的折射率由电容率和导磁率这两个物理常量所决定。光是电场波和与磁场波交互震动传播的一种电磁波，在向物质中穿透时，电容率和导磁率产生作用。但是自然界存在的物质与光的磁场几乎不发生相互作用，任何物质的导磁率都为1.0，易被忽视。在玻璃状透明的固体材料中加入经过加工的线圈状纳米级金、银等贵金属后，光线射入线圈后，光的磁场成分被减小，形成导磁原理的磁场。这样原本对磁场不发生反应的物质，在光磁场上变化称为反应材料，物质的导磁率出现变化，人工制作出自然界不存在的1.0之外导磁率的物质。

该成果在光纤通信中以及激光共振器等不需要无用光反射的领域具有重要意义，与目前的技术相比，可使光通信中光信号的丢失大幅减少。