新華社杭州1月10日電（記者 朱涵）浙江大學(xué)和新加坡南洋理工大學(xué)的學(xué)者合作構(gòu)建出首個(gè)三維光學(xué)拓?fù)浣^緣體，在由該材料構(gòu)建的光子“高速公路”上，光子避開(kāi)材料雜質(zhì)和缺陷，跑出了“Z”字形，大幅提高了傳輸效率。該成果于10日凌晨發(fā)表于《自然》雜志。

光是生活中常見(jiàn)的電磁波，一般沿直線傳播。電磁波在傳播途中如果遇到缺陷、雜質(zhì)、拐彎，往往會(huì)產(chǎn)生不可避免的散射，從而造成能量損耗。

“如果能設(shè)計(jì)出一種新型的引導(dǎo)電磁波的結(jié)構(gòu)，讓這些散射因素‘隱形’，就將大大提升傳輸效率?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、浙江大學(xué)教授陳紅勝說(shuō)。

“凝聚態(tài)物理的熱門(mén)材料‘拓?fù)浣^緣體’是這項(xiàng)研究的靈感源頭之一?！闭撐牡谝蛔髡?、浙江大學(xué)楊怡豪博士說(shuō)。拓?fù)浣^緣體是一種表面導(dǎo)電、內(nèi)部絕緣的材料，它能讓電子繞著材料表面?zhèn)鬏敹唤?jīng)過(guò)材料內(nèi)部。

浙江大學(xué)和新加坡南洋理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)聯(lián)合攻關(guān)，設(shè)計(jì)出一種特殊結(jié)構(gòu)的人工電磁單元，構(gòu)建出三維光學(xué)拓?fù)浣^緣體，首次將三維拓?fù)浣^緣體從費(fèi)米子體系擴(kuò)展到了玻色子體系。

這條三維世界光子的“高速公路”為“Z”字形，但光子在傳播時(shí)，能夠無(wú)障礙地繞過(guò)“Z”形拐角。

“這項(xiàng)工作意味著，將來(lái)可以像三維拓?fù)浣^緣體控制電子一樣用三維拓?fù)涔庾泳w來(lái)控制光子?！痹擁?xiàng)研究合作方之一、新加坡南洋理工大學(xué)張柏樂(lè)教授說(shuō)。據(jù)悉，該研究有望應(yīng)用于激光、光子芯片等新領(lǐng)域。