在追求更小、更强、更智能光学系统的科技竞赛中，扭曲莫尔光子晶体作为一种革命性的光学超材料正崭露头角。这种材料的独特之处在于其层间扭曲与堆叠方式能精确调控光的行为，为光学器件的小型化与多功能集成提供了全新解决方案。
莫尔效应的光学奇迹
理解这种材料的工作原理，可以类比两块图案规则的布料叠加：当完全对齐时，原始图案清晰可见；但若稍加旋转或偏移，就会产生全新的干涉图案。扭曲莫尔光子晶体正是利用这种效应，通过精确控制晶体层的扭转角度和层间距，实现对光相位、偏振和波长的同步调控。这意味着传统需要多个光学元件才能完成的工作，现在可能只需一个微型器件就能实现。
然而长久以来，研究人员一直未能实现晶体层间角度和距离的实时主动调控，这严重制约了其实际应用价值。
突破性进展：可动态调控的芯片级传感器
由哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）领衔，联合斯坦福大学和加州大学伯克利分校的研究团队，近日在《自然·光子学》发表重大突破。他们利用微机电系统（MEMS）技术，成功开发出首个可实时调控的芯片级扭曲莫尔光子晶体传感器。该器件仅数毫米大小，采用与CMOS工艺兼容的制造流程，具备大规模量产潜力。
"扭曲莫尔光子晶体因其高度可调的 optical特性、精确的光控能力、紧凑的设计架构，以及在各类先进光子技术中的广泛应用前景，成为打造更小型、更强大光学系统的理想选择。"论文资深作者、哈佛大学物理学与应用物理学教授Eric Mazur解释道。
图：哈佛团队突破扭曲光子晶体实时调控难题
多功能集成的光学"瑞士军刀"
研究团队通过垂直和旋转致动器精确调控光子晶体层的间距和转角，首次实现了超光谱与超偏振成像的同步获取——传感器捕获的每个像素都包含全电磁频谱信息和完整的偏振态数据。这种对光多维度特性的实时解析能力，在主动调谐器件中尚属首次。
"我们的研究不仅证明了这类材料的巨大潜力，更开辟了制造适用于多功能光操纵和信息处理的平面光学器件的可行路径。"论文第一作者、SEAS博士后Haoning Tang表示。
广阔的应用前景
这种突破性技术有望在量子计算、数据通信、卫星遥感和医学成像等领域大显身手，特别是在需要获取高精度光学信息的场景中。未来，研究团队计划开发具有更多自由度调控能力的进阶版本，进一步拓展其应用边界。
该研究获得了美国国家科学基金会、DARPA、美国空军科研办公室和美国海军研究办公室的资助，样品制备在哈佛大学纳米系统中心完成。这项跨机构合作成果，标志着可编程光学超材料向实用化迈出了关键一步。
