8/30/2004， 美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)刊OPN幾年8月號(hào)介紹了美國(guó)科學(xué)家在量子保密通信領(lǐng)域的最新進(jìn)展。美國(guó)橡樹(shù)脊（Oak Ridge）國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家成功發(fā)展出基于定向的半導(dǎo)電聚合物膜的發(fā)光技術(shù)。這種技術(shù)將在未來(lái)的量子保密通信領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。
該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Mike Barnes說(shuō)他們的基本思想是利用過(guò)去幾年發(fā)展出來(lái)的隔離單個(gè)分子的技術(shù)，利用可以從市場(chǎng)買(mǎi)回來(lái)的普通材料，通過(guò)特別的處理方式來(lái)改變其光物理特性。他們的目標(biāo)就是發(fā)展一種用于量子保密通信的單光子光源。
以往的單光子光源的制作技術(shù)有兩種。第一種利用寶石膜的缺欠中心。這種缺欠中心必須利用加速器來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二種辦法是所謂無(wú)機(jī)材料的量子點(diǎn)技術(shù)。相對(duì)于這兩種技術(shù)，橡樹(shù)脊國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的半導(dǎo)電聚合物膜的技術(shù)更加容易實(shí)現(xiàn)。這種特殊的聚合物膜不僅光物理特性特殊，而且更重要的是容易制作。Barnes表示他們采用了和普通噴墨打印機(jī)類(lèi)似的技術(shù)來(lái)隔離液滴中的分子。液滴在能夠和襯底或其他物質(zhì)相互作用前就蒸發(fā)了。在蒸發(fā)的過(guò)程中，液滴中的分子排成了方向性非常好的納米結(jié)構(gòu)。他們沿著自己的長(zhǎng)軸定向，垂直于襯底。這種統(tǒng)一性就像一捆銷(xiāo)好的鉛筆筆尖朝下站立在一起。和噴墨打印機(jī)不同的是，這些分子發(fā)出了不同波長(zhǎng)的光。該實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)表在最新一期的應(yīng)用物理快報(bào)雜志上。
還記得安捷倫公司著名的利用噴墨打印機(jī)技術(shù)制作的光開(kāi)關(guān)產(chǎn)品嗎？這里又是一個(gè)噴墨打印機(jī)技術(shù)在尖端光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
伊利諾伊大學(xué)的物理教授Paul Kwiat對(duì)橡樹(shù)脊國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)大家贊賞。他指出如果帶寬更窄一點(diǎn)，光子產(chǎn)生效率和耦合效率更高一點(diǎn)就會(huì)更加理想。不論如何，這是在正確道路上邁出的積極一步。
無(wú)獨(dú)有偶，美國(guó)自然雜志最近也發(fā)表了一篇利用納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生白光的文章。Los Alamos和Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們?cè)谄胀�量子阱結(jié)構(gòu)上疊加一層納米結(jié)構(gòu)層。他們說(shuō)這種結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率比普通白熾燈泡好很多。
編輯遍查了最近幾次的全國(guó)光通信會(huì)議論文集，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何關(guān)于量子保密通信領(lǐng)域的報(bào)告。但是據(jù)說(shuō)華南師大的劉頌豪院士在從事這個(gè)領(lǐng)域工作。