上圖中，a是超快激光寫(xiě)入裝置。b是ZnSe晶體中激光寫(xiě)入波導(dǎo)（水平線）頂視圖的顯微鏡圖像，可以通過(guò)不同顏色觀察。在光譜的紅色部分（約625nm），波導(dǎo)幾乎是看不見(jiàn)的。c、d、e，是光信息通過(guò)曲率半徑為363μm的彎曲波導(dǎo)。在這項(xiàng)工作之前，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)具有亞毫米彎曲的三維波導(dǎo)。

從小型生物傳感器和光譜儀到隱形器件和量子計(jì)算機(jī)，集成光子學(xué)的相關(guān)應(yīng)用越來(lái)越受到人們的追捧。與光纖一樣，集成光子電路中的導(dǎo)光是通過(guò)局部增加材料的折射率（RI）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。超快激光寫(xiě)入是透明材料中唯一允許三維RI改性的技術(shù)，因此可以直接制備三維光子器件。繼90年代末激光首次在玻璃中寫(xiě)入光子通道之后，人們相信這項(xiàng)技術(shù)將很快成為集成光子學(xué)制造的首選工具。然而，盡管進(jìn)行了大量的努力，激光誘導(dǎo)的RI變化的幅度仍然有限，從而阻礙了需要高RI變化的彎曲光通道緊湊器件的制造。

加拿大拉瓦爾大學(xué)光學(xué)、光子學(xué)和激光中心（COPL）的Jerome Lapointe博士及其同事在一篇發(fā)表在《光：科學(xué)與應(yīng)用Light: Science & Applications》雜志上的新論文中發(fā)現(xiàn)了一種與激光加工材料的電子共振有關(guān)的物理現(xiàn)象，該現(xiàn)象解決了RI的變化問(wèn)題。利用這一新的概念，科學(xué)家們展示了具有微米級(jí)彎曲半徑的光子通道，這在三維空間中是不可能實(shí)現(xiàn)的。例如，這項(xiàng)新技術(shù)有可能使三維光子學(xué)電路顯著小型化，使光子應(yīng)用在同一芯片上的集成度更高，或增加光學(xué)量子計(jì)算機(jī)的容量。

這些科學(xué)家解釋了他們的發(fā)現(xiàn)：“我們發(fā)現(xiàn)飛秒激光脈沖可以局部和永久地改變材料的電子共振。根據(jù)數(shù)學(xué)定義，RI指數(shù)依賴(lài)于作為光頻率（或顏色）函數(shù)的材料的電子共振。然后我們證明光子電路可以利用這種現(xiàn)象在材料的透明區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域里，RI（這是光子電路的基礎(chǔ)）的變化可以達(dá)到非常大的正值，從而允許在小型光子電路中進(jìn)行光引導(dǎo)。”

歐洲科學(xué)家最近利用激光寫(xiě)入技術(shù)制造了量子計(jì)算機(jī)組件。這些量子器件有5到10厘米長(zhǎng)。我們的發(fā)現(xiàn)表明，同樣的量子器件可能要小10倍以上。這是非常有希望的，因?yàn)槿魏我慌_(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力都與芯片上組件的數(shù)量成正比。

令人驚訝的是，科學(xué)家們觀察到，當(dāng)紅光通過(guò)電路時(shí)，電路是看不見(jiàn)的。他們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)材料和激光寫(xiě)入條件，某些顏色的電路變得不可見(jiàn)。科學(xué)家們用暗示電子共振變化的同樣理論解釋了這一現(xiàn)象。這一新概念為隱形光子應(yīng)用鋪平了道路，這些應(yīng)用可以被放置在手機(jī)屏幕、汽車(chē)擋風(fēng)玻璃和工業(yè)顯示器上。

“我們發(fā)現(xiàn)，由電子共振變化引起的正RI變化可以精確地補(bǔ)償由結(jié)構(gòu)膨脹引起的負(fù)RI變化（兩者都是由激光寫(xiě)入引起的），從而導(dǎo)致某些顏色的零RI變化。據(jù)我們所知，這是一種直接制造隱形結(jié)構(gòu)的新概念。“科學(xué)家們預(yù)測(cè)，工作頻率的高RI變化和多種頻率的不可見(jiàn)性的有益結(jié)合，可能有助于在手機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)一些隱身的應(yīng)用。