新方法克服了长期存在的光学局限性,提高了米氏散射的效率

发布时间:2023-12-13 01:00:06 阅读数: 133

当你仰望天空,看到形状奇特的云朵,或者费力地透过朦胧的浓雾时,你看到的是 "米氏散射 "的结果。目前有越来越多的研究旨在操纵这种现象,并使一系列令人兴奋的技术成为可能。

 

现在,在最近发表于《Nature Communications》上的一项研究中,包括大阪大学在内的一个多机构研究小组克服了如何提高米氏散射效率的基本限制。文章题为《Multipole engineering by displacement resonance: a new degree of freedom of Mie resonance》。

(A) 激光扫描显微镜的原理,(B) 激光扫描显微镜拍摄的硅Mie谐振器图像,(C) 传统光学显微镜拍摄的(B)暗场图像。资料来源:Yu-Lung Tang 等人,《Multipole engineering by displacement resonance: a new degree of freedom of Mie resonance》,《Nature Communications 》(2023)。

 

元光子学领域的研究人员利用米氏散射等现象产生传统纳米材料无法实现的设备输出,例如低功耗监控技术。

 

但多年来,研究人员一直认为米氏散射只能通过改变光的波长或与之相互作用的纳米结构的尺寸来操纵。本研究的目标是克服这一局限性,在近期研究的基础上进一步拓展,重点研究激光与纳米结构之间的排列。

 

"在我们的方法中,我们对准了入射激光,"该研究的第一作者汤宇龙解释说。"换句话说,我们将照明位置从目标纳米结构的中心移至纳米尺度。

 

通过这种方法,研究人员发现,硅纳米结构表现出的散射取决于紧聚焦激光与纳米结构中心的错位程度。由于传统显微镜使用的是平面波光照明,因此仅 100 纳米的错位就能诱发最大化的米氏共振散射,而这种散射以前是不可见的。

 

这些发现可以提高光学技术的效率。例如,该团队的工作可以帮助研究人员开发全光晶体管,即使用光而不是电的晶体管,其性能超过传统的电子对应器件。

 

"资深作者高原纯一(Junichi Takahara)说:"我们很兴奋,因为我们拓展了具有百年历史的米氏散射光理论的基本原理。"应用范围非常广泛,目前我们的实验室正在进行这项研究。

 

这项工作是我们在理解光-物质相互作用方面迈出的重要一步。此外,这些成果并不局限于硅,入射激光也不需要是可见光波长,这将推动元光子学取得令人兴奋的进展,并使隐形装置等幻想技术离现实更近一步。

相关产品

图片 名称 分类 制造商 参数 描述
  • 0.1gbps-100gbps aoc-transceiver 误码率测试器 激光器模块和系统 0.1gbps-100gbps aoc-transceiver 误码率测试器 激光器模块和系统 Liverage Technology Inc

    IBERT X1 Mini是一款误码率测试仪(BERT),专为0.1Gbps至100Gbps的AOC测量而设计。有两个可互换的插槽板,分别包括QSFP和SFP端口。QSFP和SFP端口都遵循QSFP MSA和SFP MSA。用户界面允许通过USB电缆连接到PC来单独监控误码率、错误计数和计时器。还可以在用户界面中监控收发器模块的串行ID和数字诊断监视器。

  • 1、1.5、2微米的脉冲单频光纤激光器 激光器模块和系统 1、1.5、2微米的脉冲单频光纤激光器 激光器模块和系统 AdValue Photonics

    波长: 1550 nm

    脉冲单频光纤激光器设计用于在单纵模下提供较高的脉冲能量,具有强大的研究和工业应用能力。

  • 1微米飞秒光纤激光器 激光器模块和系统 1微米飞秒光纤激光器 激光器模块和系统 CALMAR Laser

    波长: 1030nm

    1µm飞秒光纤激光器是一种高质量、可靠的被动锁模光纤激光器。模块(FPL-M)系列具有对冲击和振动不敏感的坚固结构,并为苛刻的OEM应用(尤其是用于玻璃切割和消费电子制造的高功率皮秒激光器)提供了卓越的稳定性和可靠性。先进的工程设计和一致的制造工艺确保了OEM批量生产的较高质量标准。波长可以从1030到1065纳米之间选择。脉冲宽度在工厂可从0.7到10 ps之间选择,脉冲形状接近变换限制。定时抖动低至60 fs。重复频率可指定为20至80 MHz。FPL-M系列具有高达20 mW的输出功率,是需要低电源的应用中较经济的解决方案。射频同步输出作为触发信号提供。FPL-M系列既可以用作带有5 VDC电源的独立激光源,也可以用作单独的驱动器,或者作为OEM模块集成。

  • 1微米高功率亚瓦级飞秒光纤激光器 激光器模块和系统 1微米高功率亚瓦级飞秒光纤激光器 激光器模块和系统 CALMAR Laser

    波长: 1030nm

    1µm亚瓦特飞秒光纤激光器是一种高质量、可靠的被动锁模光纤激光器,输出功率为几百mW。该系列采用了对冲击和振动不敏感的坚固结构,为苛刻的应用提供了卓越的稳定性和可靠性。先进的工程设计和一致的制造工艺确保了OEM批量生产的较高质量标准。波长可以从1030到1065纳米之间选择。脉冲宽度在工厂可从0.2到>6 ps进行选择。定时抖动低至60 fs。重复频率可指定为10至50 MHz。射频同步输出作为触发信号提供。该模块系列可作为带有5 VDC电源的独立激光源或单独的驱动器使用,或作为OEM模块集成。

  • 1微米可调谐光纤激光器Varius-NL-1064T 激光器模块和系统 1微米可调谐光纤激光器Varius-NL-1064T 激光器模块和系统 OPTROMIX

    波长: 1030nm

    Varius-NL-10xx-T是波长可调谐的1030 nm-1110 nm连续光纤激光器。Varius的主要功能是波长调谐,步长为0.2 nm。

立即咨询

加载中....