亞納米級光學技術獲得重大突破

研究人員開創了一種將光限製在亞納米尺度的新方法。這一發展為光-物質相互作用和超分辨率納米鏡等領域的進步提供了廣闊的前景。想象一下，把光縮小到一個微小水分子的大小，以開啟一個充滿可能性的量子世界。這一直是光科學和技術領域的夙願。浙江大學的研究人員在將光束縛到亞納米尺度方麵取得了突破性進展。

傳(chuan) 統上，超越常規衍射極限的光定位主要依靠兩(liang) 種方法：介質約束和等離子體(ti) 約束。然而，精密製造和光學損耗等挑戰阻礙了將光場限製在 10 納米以下甚至 1 納米的水平。現在，7 月 7 日《先進光子學》（Advanced Photonics）雜誌詳細介紹了一種新型波導方案，它將利用亞(ya) 納米級光場的潛力。

以納米狹縫模式產(chan) 生亞(ya) 納米封閉光場的波導方案。(a) CNP 波導方案示意圖。(b) 納米狹縫模式橫截麵場強分布的三維圖。資料來源：Yang、Zhou 等人，doi 10.1117/1.AP.5.4.046003

請看這樣一個(ge) 場景：來自標準光纖的光進行了一次轉換之旅。它穿過光纖錐，到達耦合納米線對（CNP）中的最終目的地。在這裏，光線轉變為(wei) 一種獨特的納米狹縫模式，形成一個(ge) 微小到幾分之一納米（約 0.3 納米）的封閉光場。令人驚歎的是，這種創新方法的效率高達 95%，峰值與(yu) 背景的比率也很高，從(cong) 而帶來了一係列機遇。

突破性的波導方案將其範圍擴大到了中紅外光譜範圍，進一步拓展了納米宇宙的極限。光學約束現在可以達到約 0.2 納米（λ/20000）的非凡尺度，這為(wei) 探索和發現開辟了更多途徑。

浙江大學納米光子學研究組的童利民教授指出："與(yu) 以往的方法不同，波導方案呈現為(wei) 線性光學係統，帶來了一係列優(you) 勢。它可以實現寬帶和超快脈衝(chong) 操作，並允許多個(ge) 亞(ya) 納米級光場的組合。在單個(ge) 輸出中設計空間、光譜和時間序列的能力帶來了無限的可能性"。

這些突破的潛在應用確實令人歎為(wei) 觀止。光場如此局部化，以至於(yu) 可以與(yu) 單個(ge) 分子或原子相互作用，為(wei) 光-物質相互作用、超分辨率納米鏡、原子/分子操縱和超靈敏檢測等領域的發展提供了可能。我們(men) 即將迎來一個(ge) 新的發現時代，存在的最微小的領域現在已經觸手可及。

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