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美国国防高级研究计划局启动“加速开发可调谐光学材料”项目
据美国国防高级研究计划局跨部门公告网站2023年5月23日报道，美军激光通信专家近日正与业界合作开发新型可调谐光学材料，应用于红外光谱中的集成光子学和自由空间光学应用。位于弗吉尼亚州阿灵顿的美国国防高级研究计划局近期启动了“加速开发可调谐光学材料（ATOM）”项目，旨在开发适用于可见光、中波红外和长波红外光谱中的宽光谱带宽的材料。
可调谐光学应用可以使用对于延迟光具有较大折射率变化、对于高透射率具有低损耗和快速切换速度的光学材料。研究人员认为相变材料是最佳选择，因为它们可以在非晶态和晶态之间快速切换，而其中一种常见的相变材料是锗-锑-碲，其切换时间不到10微秒，且折射对比大。但是，这种材料在短波红外下存在严重损耗，会限制其在短波应用中的效用。
“加速开发可调谐光学材料”项目除了开发新型可调谐光学材料外，还需要演示最小面积为250平方微米的设备，能够在保持带宽和性能的同时实现可重复、稳定的多状态切换。
实现这些目标需要预测建模和材料优化；仔细研究材料市场；绘制折射率对比度、损耗和切换速度；增加对材料失效机制和切换行为的理解，以及探索或开发在红外光谱范围内尚未发现的相变材料，并考虑非热切换机制的可行性等问题。
“加速开发可调谐光学材料”项目为期两年，包括一年的开发阶段和一年的演示阶段。开发阶段将确定和表征新的可调谐光学材料，并预测建模工具。演示阶段将演示这种新材料的多状态切换能力，实现超过10种折射率状态下的切换。
美国国防高级研究计划希望通过此项目推动可调谐光学材料的发展，为光学通信和其他应用领域提供更先进的解决方案。