除了其他材料之外，石墨烯可以捕获称为光子的光粒子，将它们组合在一起，并产生更强大的光束。这是由于称为光谐波产生的物理现象，这是非线性材料的特征。非线性光学效应可以在各种应用中被利用，包括激光技术，材料处理和电信。
虽然所有材料都应证明这种行为，但这个过程的效率通常很小，无法在外部进行控制。现在，来自剑桥大学，米兰理工大学和IIT-Istituto Italiano di Tecnologia的研究人员已经证明，石墨烯不仅表现出良好的光学响应，而且还表现出如何利用电场控制这种效应的强度。他们的研究结果发表在Nature Nanotechnology杂志上。这三家机构都是Graphene Flagship的合作伙伴，这是一个泛欧项目，致力于为商业应用提供石墨烯和相关材料。
石墨烯 – 一种只有一个原子厚度的碳 – 具有独特的性能组合，使其可用于从柔性电子设备和快速数据通信到增强结构材料和水处理的应用。它具有高导电性和导热性，并且坚固且柔韧。
研究人员设想创建新的石墨烯光学开关，它还可利用新的光学频率沿光缆传输数据，从而增加可传输的数据量。目前，大多数使用非线性光学器件的商业设备仅用于光谱学。石墨烯可以为超宽带应用的新器件制造铺平道路。
“我们的工作表明，通过调整施加的电场，石墨烯的三次谐波产生效率可以增加10倍以上，”剑桥石墨烯中心的主要作者Giancarlo Soavi说。
“作者再次发现了石墨烯的独特之处：在宽波长范围内产生三次谐波的可调性，”巴塞罗那ICFO(光子科学研究所)的Frank Koppens教授和Graphene旗舰工作包的领导者说。随着越来越多的应用程序全光学，这项工作为众多技术铺平了道路。“
Graphene旗舰的科技官员Andrea C. Ferrari教授及其管理小组主席表示：“石墨烯在光学和光子学方面从未停止让我们感到惊讶。石墨烯旗舰公司投入大量资金研究和开发石墨烯的光学特性。这项协作工作可以使光学设备在比以往更广泛的频率范围内工作，从而可以处理或传输更大量的信息。“
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