上圖中，a是超快激光寫入裝置。b是ZnSe晶體中激光寫入波導（水平線）頂視圖的顯微鏡圖像，可以通過不同顏色觀察。在光譜的紅色部分（約625nm），波導幾乎是看不見的。c、d、e，是光信息通過曲率半徑為363μm的彎曲波導。在這項工作之前，還沒有實現(xiàn)具有亞毫米彎曲的三維波導。

從小型生物傳感器和光譜儀到隱形器件和量子計算機，集成光子學的相關應用越來越受到人們的追捧。與光纖一樣，集成光子電路中的導光是通過局部增加材料的折射率（RI）來實現(xiàn)的。超快激光寫入是透明材料中唯一允許三維RI改性的技術，因此可以直接制備三維光子器件。繼90年代末激光首次在玻璃中寫入光子通道之后，人們相信這項技術將很快成為集成光子學制造的首選工具。然而，盡管進行了大量的努力，激光誘導的RI變化的幅度仍然有限，從而阻礙了需要高RI變化的彎曲光通道緊湊器件的制造。

加拿大拉瓦爾大學光學、光子學和激光中心（COPL）的Jerome Lapointe博士及其同事在一篇發(fā)表在《光：科學與應用Light: Science & Applications》雜志上的新論文中發(fā)現(xiàn)了一種與激光加工材料的電子共振有關的物理現(xiàn)象，該現(xiàn)象解決了RI的變化問題。利用這一新的概念，科學家們展示了具有微米級彎曲半徑的光子通道，這在三維空間中是不可能實現(xiàn)的。例如，這項新技術有可能使三維光子學電路顯著小型化，使光子應用在同一芯片上的集成度更高，或增加光學量子計算機的容量。

這些科學家解釋了他們的發(fā)現(xiàn)：“我們發(fā)現(xiàn)飛秒激光脈沖可以局部和永久地改變材料的電子共振。根據(jù)數(shù)學定義，RI指數(shù)依賴于作為光頻率（或顏色）函數(shù)的材料的電子共振。然后我們證明光子電路可以利用這種現(xiàn)象在材料的透明區(qū)域。在這個區(qū)域里，RI（這是光子電路的基礎）的變化可以達到非常大的正值，從而允許在小型光子電路中進行光引導?！?/p>

歐洲科學家最近利用激光寫入技術制造了量子計算機組件。這些量子器件有5到10厘米長。我們的發(fā)現(xiàn)表明，同樣的量子器件可能要小10倍以上。這是非常有希望的，因為任何一臺計算機的計算能力都與芯片上組件的數(shù)量成正比。

令人驚訝的是，科學家們觀察到，當紅光通過電路時，電路是看不見的。他們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)材料和激光寫入條件，某些顏色的電路變得不可見。科學家們用暗示電子共振變化的同樣理論解釋了這一現(xiàn)象。這一新概念為隱形光子應用鋪平了道路，這些應用可以被放置在手機屏幕、汽車擋風玻璃和工業(yè)顯示器上。

“我們發(fā)現(xiàn)，由電子共振變化引起的正RI變化可以精確地補償由結構膨脹引起的負RI變化（兩者都是由激光寫入引起的），從而導致某些顏色的零RI變化。據(jù)我們所知，這是一種直接制造隱形結構的新概念。“科學家們預測，工作頻率的高RI變化和多種頻率的不可見性的有益結合，可能有助于在手機屏幕上實現(xiàn)一些隱身的應用。