美国研究人员首次成功制出以液体为纤芯的光波导管，使光可以定向无损地穿过芯片上的液体。这一光学传感技术有着广泛的应用前景，可以用于制造检测单分子的化学和生物学传感器。
根据加州大学圣克鲁斯分校电子工程副教授霍革·施密特等人的设计，可以用工业上生产电脑芯片的标准硅的制作工艺来生产这种波导管，他们已经制出了可在注入液体或者气体后使用的空心波导管。
在传统光纤中，纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质高，利用全反射原理，我们可很轻易的使用光纤来改变光的行进方向，在长距离上传播光信号。由于液体和气体的折射率相对比较低，想让光沿着液体或气体传播很困难。施密特的波导管利用了抗谐振反射光波导(ARROW)原理，考虑到兼容微型制造技术以及将来可能集成硅电子元器件，研究人员选择了氮化硅和二氧化硅作为波导管的包裹材料。在制作时，把覆盖层沉积到一个矩形模具外部，然后再把中间的模具溶解，就得到了中空为3.5×9微米的波导管，这也是目前做出的最小的空心光导管。
施密特他们已经利用氦氖激光激发荧光染料成功检测到了波导管中液体样本的分子荧光，在500万分之一毫升的样本中检测到了800个分子。他们的目标是能够检测出单个分子。此外，施密特还认为气体内核的波导管在原子物理和量子光学领域也有应用潜力。
施密特说，在生物和化学领域，分子所处的环境是液体和气体，如果能引导光在水中或空气中传播，非固体材料领域的研究都将可以使用集成光路技术。
相关文章发表在了10月18日出版的《应用物理通讯》期刊上。
来源：《科技日报》
