月球 陈根:在纳米尺度上,捕获光的新极限


月球 陈根:在纳米尺度上,捕获光的新极限

文|陈根
随着光操控器件尺寸的不断缩小 , 表面等离激元共振引发的场增强将带来量子隧穿效应、非线性效应等复杂的物理现象 , 经典的电磁波理论框架无法准确描述金属纳米天线的各种光力特性 。 同时 , 由于传统光学透镜受到衍射极限和数值孔径的限制 , 目前在实验上实现单光束光牵引仍然非常困难 。
能够在极小体积内聚焦光的光子谐振器是一项重要的研究 , 目前在材料科学、光电子学、化学、量子技术等领域取得了不同程度的进展 。 该设备聚焦后的光可以与物质发生极强的相互作用 , 使电磁学变得非微扰性 。
这些光还能够用来改变与之相互作用的材料的特性 , 从而成为材料科学的一个强大工具 。 然而 , 当激发的分子或量子点返回其低能基态时 , 会产生光子(光子) 。 这个过程被称为自发发射 , 并且通常是不可逆的 , 即发射的光子不会简单地返回发射体再被吸收 。
此外 , 当质子开始激发传播时 , 光往往不能被限制在一个临界尺寸以下的系统中 , 这就导致电子波从共振器上移开 , 并使光子的能量溢出 。
苏黎世联邦理工学院的科学家们无法用对光-物质耦合的最先进理解来解释 。 因此 , 物理学家们找到了南安普顿的物理和天文学学院 , 那里的研究人员领导了理论分析 , 并建立了一个能够定量再现这些结果的新理论 。
研究人员们在纳米尺度上达到了光-物质耦合的一个新门槛 。 合作的重点是在一个二维电子气体的顶部 , 以不断缩小的尺寸制造光子纳米天线 。 该装置通常被世界各地的实验室用来探索强电磁耦合的效果 , 利用天线捕获和聚焦靠近电子的光的能力 。
【月球|陈根:在纳米尺度上,捕获光的新极限】研究结果确定了限制和利用光的能力的一个基本机制 , 目前 , 相关研究发表在《自然-光子学》上 。 未来 , 科学家们准备对该研究进行进一步的探索 , 从而释放出像关于超封闭电磁场的重要技术 。

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