「扭轉光學新紀元」：超薄晶片精準操控光線，顛覆傳統光學系統

科學家最新研發的「扭曲莫爾光子晶體」感測器，能即時精準調控光線特性，未來有望取代笨重的傳統光學裝置。這項突破性技術將光學系統濃縮在一片超薄晶片上，開啟了光學應用的全新可能。

想像一下，當你把兩塊條紋布料疊在一起時，若稍微扭轉其中一塊，就會產生全新的複雜圖案。這種「莫爾效應」正是扭曲莫爾光子晶體的運作原理。研究人員透過精確調整晶體層間的旋轉角度與間距，就能同時控制光線的相位、偏振和波長等多種特性。

過去科學介面臨的最大挑戰，在於無法即時主動調控晶體層間的相對位置。如今，哈佛大學工程與應用科學學院攜手史丹佛大學和加州大學柏克萊分校，成功開發出整合微機電系統(MEMS)技術的晶片級感測器，突破這項技術瓶頸。

這項發表於《自然光子學》期刊的研究，獲得了美國國家科學基金會、國防高等研究計劃署(DARPA)等機構的支援。研究團隊利用垂直與旋轉致動器，打造出僅數毫米大小的裝置，且完全相容於現有的CMOS製程技術，具備量產潛力。

「這項技術展現了扭曲莫爾光子晶體的驚人潛力，」論文資深作者、哈佛大學物理學教授Eric Mazur表示，「它不僅具備高度可調的光學特性，更為開發多功能平面光學裝置開闢了新途徑。」

研究團隊成功實現了「高光譜」與「高偏振」同步成像技術，每個畫素都能同時捕捉電磁波譜全波段資訊與偏振狀態。這項突破將在量子運算、衛星通訊、醫療影像等領域帶來革命性應用。

「未來我們將開發更複雜的調控機制，增加致動器的自由度，」論文第一作者、哈佛博士後研究員Haoning Tang指出，「這項技術將為光學資訊處理開創更多可能性。」