光波導(dǎo)是集成光子電路的關(guān)鍵元素，影響了光子學(xué)的許多領(lǐng)域，包括電信，醫(yī)學(xué)，環(huán)境科學(xué)等。對(duì)于小型幾何尺寸結(jié)構(gòu)而言，低折射率介質(zhì)內(nèi)部的高效波導(dǎo)對(duì)于各種需要光與物質(zhì)間的強(qiáng)相互作用的應(yīng)用都至關(guān)重要。

                       SEM圖片來(lái)源：Bumjoon Jang, Leibniz Institute of Photonic Technology

   近，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)提出了一種全新的限制并引導(dǎo)厘米范圍內(nèi)無(wú)衍射光的芯片光籠概念。通過(guò)使用德國(guó)Nanoscribe公司的3D打印系統(tǒng)，科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)了直接在硅基光子芯片上制作中空3D光波導(dǎo)的微觀結(jié)構(gòu)，即集成于芯片的用細(xì)條排列并圍繞成中空的雙環(huán)結(jié)構(gòu)（見下圖）。這項(xiàng)新穎的光籠研究成果能展現(xiàn)光與物質(zhì)的強(qiáng)相互作用，并開辟全新的應(yīng)用，例如基于氣體和液體的檢測(cè)以及生物分析和量子技術(shù)等。

   集成光子設(shè)備中光與氣體、液體或者生物制劑之間的強(qiáng)相互作用能有效應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和生物傳感器中，而這依賴于光學(xué)傳感元件來(lái)增強(qiáng)光與物質(zhì)的相互作用。為此，來(lái)自于布萊尼茲光子技術(shù)研究所（Leibniz Institute of Photonic Technology）， LMU慕尼黑大學(xué) (Ludwig-Maximilians-Universität Munich),  倫敦帝國(guó)理工學(xué)院（Imperial College London）以及德國(guó)耶拿大學(xué)奧托肖特材料研究所（Otto Schott Institute of Materials Research of theFriedrich Schiller University of Jena）的科學(xué)家們開創(chuàng)了一種新的3D光籠波導(dǎo)概念。該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)波導(dǎo)借助微觀細(xì)條捕獲光，并借助光子帶隙效應(yīng)將其引導(dǎo)到數(shù)毫米距離上。光籠的開放式設(shè)計(jì)有利于光與物質(zhì)（例如液體或氣體分子）之間的強(qiáng)相互作用。

                                       3D微納加工應(yīng)用于光波導(dǎo)研究