2025年4月3日，哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）聯(lián)合斯坦福大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種基于扭曲莫爾光子晶體的新型片上傳感器。這種傳感器利用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)控制晶體層之間的間隙和角度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光的相位、偏振和波長(zhǎng)等特性的精確調(diào)控。

    一、技術(shù)原理與創(chuàng)新
    扭曲莫爾光子晶體通過(guò)兩層周期性結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)和重疊，形成莫爾超晶格，從而產(chǎn)生獨(dú)特的光學(xué)效應(yīng)。這種效應(yīng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)層間距和扭轉(zhuǎn)角度來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)控光的傳播行為。結(jié)合MEMS技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)莫爾結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使傳感器具備多維響應(yīng)能力。
    該傳感器具備旋轉(zhuǎn)角度、垂直間距和探測(cè)角三自由度，能夠同時(shí)進(jìn)行高光譜和高偏振成像。這意味著每個(gè)像素點(diǎn)都能捕捉到電磁波譜的全域信息以及詳細(xì)的偏振態(tài)數(shù)據(jù)。

    二、應(yīng)用前景
    這項(xiàng)技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用潛力，包括但不限于：
    1.量子計(jì)算與通信：通過(guò)精確調(diào)控光子特性，支持量子信息處理。
    2.數(shù)據(jù)通信：實(shí)現(xiàn)更高效的光信號(hào)傳輸和處理。
    3.衛(wèi)星遙感與醫(yī)學(xué)成像：提供高精度的偏振和光譜信息，提升成像質(zhì)量。
    4.智能光譜儀與芯片級(jí)光學(xué)分析儀：支持小型化、高性能的光學(xué)設(shè)備。

    三、制造工藝與量產(chǎn)能力
    該傳感器采用CMOS兼容工藝制造，支持晶圓級(jí)量產(chǎn)。研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)層間參數(shù)，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景應(yīng)用，并具備大規(guī)模部署的可行性。
    研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)更多自由度的調(diào)節(jié)機(jī)制，以提升調(diào)控精度和應(yīng)用范圍。這項(xiàng)技術(shù)不僅為光學(xué)系統(tǒng)的小型化和高性能化提供了新的解決方案，還為未來(lái)智能光子設(shè)備的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
    這項(xiàng)研究成果發(fā)表在《自然·光子學(xué)》上，標(biāo)志著光學(xué)超材料領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑。