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RSS/FEED訂閱新突破！韓美科學家將「光損耗」變為有益工具
【希望之聲2023年6月1日】（希望之聲記者啟術綜合編譯）
近日，來自韓國浦項科技大學和美國東北大學的科學家們成功地使用「非厄米特」元光柵來操縱光，將「光損耗」變成了一種有益的工具。
相關論文發表在最近的國際學術期刊《科學進展》上。來自浦項科技大學的Junsuk Rho教授和博士研究生Heonyeong Jeong和Seokwoo Kim、以及波士頓東北大學的Yongmin Liu教授及其聯合研究團隊開發了一種使用專門設計的元光柵耦合器控制光方向的新方法，能夠使用「非厄米特」元光柵系統控制光束的方向。這一突破可以推進量子感測器研究，並帶來一系列新應用，例如疾病診斷和污染檢測。
論文中說，光是一種非常脆弱的物理現象，可根據物質的性質在材料表面被吸收或反射，或改變其形式轉化為熱能。到達金屬材料表面后，光也傾向於將能量損失給金屬內部的電子，我們稱之為「光學損失」的廣泛現象。
生產超小型光學元件非常困難，因為光學元件的尺寸越小，光學損耗就越大。 然而，近年來，以完全不同的方式使用「光損耗」的「非厄米特」理論已被應用於光學研究。物理學的新發現正利用包含「光損耗」的「非厄米特理論」來探索這種現象的方法。這與將「光損耗」視為光學系統的不完美組成部分的一般物理學不同。
當光入射到金屬表面時，金屬中的電子與光波一起作為一個整體振動。這種現象稱為「表面等離子體激元」或SPP。「光柵耦合器」被廣泛用作控制SPP方向的輔助設備。該設備的效率受到限制，因為它將直角入射光轉換為非預期方向的SPP。
研究團隊應用「非厄米特理論」來克服這個缺點。首先，該團隊計算了發生特定「光損耗」的理論異常點。然後，他們使用專門設計的「非厄米特」元光柵耦合器通過實驗驗證了其有效性。事實證明，元光柵耦合器可以有效地提供SSP的單向控制，這對於其它光柵耦合器來說幾乎是不可能的。
他們還可以通過控制元光柵的尺寸和距離使光和SPP沿相反方向傳播。研究團隊能夠使用相同的元光柵設備，將入射光轉換為SSP，再轉換回普通光。
該研究成果可用於各個領域的量子感測器研究，例如，檢測用於疾病診斷的抗原或大氣中的有害氣體，與工程相結合，可以打開廣泛應用的大門。
領導該團隊的Junsuk Rho教授說：「這項研究將『非厄米特』光學帶到了納米級領域。它將有助於開發具有出色方向可控性和性能的未來等離子體器件。」
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