科学家仅用光就在晶体上“雕刻”出爱因斯坦头像

本文介绍了一种新型光响应材料——晶态硫化砷（As₂S₃）的重要发现。其核心原理是‘光折变效应’：当材料受光照时，内部折射率会发生可逆改变；折射率越高，越能有效约束和引导光路。研究发现，As₂S₃在低强度紫外光下即可产生高达Δn≈0.3的折射率变化，远超常用光折变材料如钛酸钡（BaTiO₃）或铌酸锂（LiNbO₃）。这种强响应性让光本身成为‘刻刀’——无需机械雕刻或多步制造，仅用激光就能在材料中直接‘写入’光学功能结构。例如，研究人员用普通激光在As₂S₃薄片上刻出了间距仅700纳米的爱因斯坦微缩肖像，分辨率可达50000 dpi（点距约500纳米），形成的图案因折射率差异而具有高光学对比度，易于光学识别。这类纳米级光学图案如同‘光学指纹’，难以复制，特别适用于产品防伪与溯源。此外，As₂S₃受光照射后还会发生约5%的物理膨胀，从而可原位生成微透镜、衍射光栅等光学元件，这对增强现实（AR）眼镜的广角波导和智能隐形眼镜至关重要。该材料还具备用于光子集成电路和纳米传感器的潜力。专家指出，以范德华层状晶体为代表的新型功能材料，是推动整个光子学领域进步的根本动力；材料本身的性能极限，决定了下一代全光驱动技术（而非电驱动）的物理可能性。