萨里大学的一项新研究表明，硅可能是用于光子信息操纵的最强大的材料之一，为激光器和显示器的生产开辟了新的可能性。

虽然计算机芯片的非凡成功证实了硅是电子信息控制的主要材料，但硅在光子学领域一直被认为是糟糕的选择。市场上没有硅发光二极管、激光器或显示器。

现在，在《光:科学与应用》杂志上发表的一篇论文中，一个由萨里大学领导的国际科学家团队表明，硅是制造一种能够控制多束光束的设备的优秀候选材料。

这一发现意味着，现在可以生产具有内置光束控制其他光束能力的硅处理器，从而提高电子通信的速度和效率。

这是可能的波长波段称为远红外或太赫兹区域的电磁波谱。这种效应与一种叫做非线性的特性有关，这种特性被用来操纵激光束，例如，改变它们的颜色。绿色激光笔是这样工作的:它们从一个非常便宜和高效的，但看不见的红外激光二极管输出，然后用一个非线性晶体改变颜色为绿色，波长减半。

其他类型的非线性可以产生三分之一波长的输出光束，或者用来重定向激光束以控制光束信息的方向。非线性越强，越容易用较弱的输入光束进行控制。

研究人员发现硅具有迄今为止所发现的最强的非线性。虽然这项研究是在晶体被冷却到非常低的低温下进行的，如此强的非线性意味着可以使用非常弱的光束。

本·默丁是这项研究的合著者，也是萨里大学的物理学教授，他说，我们的发现很幸运，因为我们并没有去寻找它。我们试图了解如何利用硅晶体中非常少的磷原子来制造量子计算机，以及如何利用光束来控制存储在磷原子中的量子信息。

我们惊讶地发现，磷原子重新发射出的光束几乎和我们照射在它们身上的强激光一样亮。为了证明光束的来源，我们把这些数据搁置了几年。这是一个很好的例子，说明了科学的发展是偶然的，也说明了泛欧洲团队仍然可以非常有效地合作。