2025年4月3日，哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）聯(lián)合斯坦福大學和加州大學伯克利分校的研究團隊開發(fā)出一種基于扭曲莫爾光子晶體的新型片上傳感器。這種傳感器利用微機電系統(tǒng)（MEMS）技術，能夠實時控制晶體層之間的間隙和角度，從而實現(xiàn)對光的相位、偏振和波長等特性的精確調控。

    一、技術原理與創(chuàng)新
    扭曲莫爾光子晶體通過兩層周期性結構的旋轉和重疊，形成莫爾超晶格，從而產(chǎn)生獨特的光學效應。這種效應可以通過調節(jié)層間距和扭轉角度來動態(tài)調控光的傳播行為。結合MEMS技術，研究團隊首次實現(xiàn)了對莫爾結構的實時調節(jié)，使傳感器具備多維響應能力。
    該傳感器具備旋轉角度、垂直間距和探測角三自由度，能夠同時進行高光譜和高偏振成像。這意味著每個像素點都能捕捉到電磁波譜的全域信息以及詳細的偏振態(tài)數(shù)據(jù)。

    二、應用前景
    這項技術具有廣泛的應用潛力，包括但不限于：
    1.量子計算與通信：通過精確調控光子特性，支持量子信息處理。
    2.數(shù)據(jù)通信：實現(xiàn)更高效的光信號傳輸和處理。
    3.衛(wèi)星遙感與醫(yī)學成像：提供高精度的偏振和光譜信息，提升成像質量。
    4.智能光譜儀與芯片級光學分析儀：支持小型化、高性能的光學設備。

    三、制造工藝與量產(chǎn)能力
    該傳感器采用CMOS兼容工藝制造，支持晶圓級量產(chǎn)。研究團隊證實，通過調節(jié)層間參數(shù)，該設備可以實現(xiàn)多場景應用，并具備大規(guī)模部署的可行性。
    研究團隊計劃進一步開發(fā)更多自由度的調節(jié)機制，以提升調控精度和應用范圍。這項技術不僅為光學系統(tǒng)的小型化和高性能化提供了新的解決方案，還為未來智能光子設備的發(fā)展奠定了基礎。
    這項研究成果發(fā)表在《自然·光子學》上，標志著光學超材料領域的一個重要里程碑。