马萨诸塞大学洛杉矶分校，伦敦国王学院，巴黎狄德罗大学和哈特福德大学的科学家们发现，几种非线性特性差的材料可以组合在一起形成 一种新的超材料，展现出最先进的非线性特性。

该图表示两个入射（红色）光子被转换成一个反射（绿色）光子，这是由于光与超材料中的纳米线结构相互作用的结果。纳米线从一个中心到另一个中心的距离约100纳米，约为人类头发直径的五十五分之一。 上图由马萨诸塞州洛厄尔大学提供。

“这种增强来自于超材料重塑光子流的方式，”该项目的首席研究员Viktor Podolskiy教授表示。可以在结构上调整新的超材料类以改变光的颜色，从而产生表现出不同能量水平的光子。

Podolskiy说，实现光子的相互作用是加快信息处理和光学计算的关键。“不幸的是，这种非线性过程非常低效，而促进光子相互作用的合适材料非常罕见，”他说。

该团队证明，利用等离子体成分在超材料中的电磁场重塑可以将产生的二次谐波（SHG）从表面主导的体系转变为体积主导的体系，并且在等离子体复合材料中设计可调的体积非线性响应。研究人员展示了来自等离子体纳米棒超材料的可调谐SHG; 对观察到的现象进行了理论描述; 并表明可以通过改变复合材料的结构参数来设计非线性响应。

这项工作证明了在等离子体复合材料中出现了结构可调的非线性光学响应，并提出了一种适用于集成非线性光子学的新型非线性光学平台。 这项技术有朝一日可以在计算机处理器中实现光通信，从而实现更小，更快，更便宜，更高效，带宽更宽，数据存储更好的芯片。

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