研究人員發(fā)現(xiàn)了只有側(cè)向光散射的新納米粒子

一個(gè)國(guó)際物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)抑制前向和后向散射，首次證明了能夠在橫向上散射光的粒子。研究人員研究了這種現(xiàn)象背后的物理特性，并通過(guò)微波光譜范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他們的理論結(jié)果，證明由這些材料制成的晶格或表面可以是完全不可見(jiàn)的。這些結(jié)果可用于各種應(yīng)用，包括光路由，二進(jìn)制編碼全息圖和傳感器。該研究發(fā)表在Physical Review Letters上。

關(guān)于全介電光子 學(xué)中的光散射的研究通常指的是當(dāng)物體僅在向前方向上散射光時(shí)發(fā)生的所謂的克爾克效應(yīng)。相反，向后方向的光散射稱(chēng)為反克爾克效應(yīng)。利用這些現(xiàn)象，科學(xué)家們可以在納米尺度上實(shí)現(xiàn)不同尋常的光控制方式。

國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)首次證明，這兩種效應(yīng)可同時(shí)發(fā)生，導(dǎo)致僅側(cè)向光散射。物理學(xué)家在數(shù)學(xué)上描述了造成這種影響的條件，并詳細(xì)研究了它背后的物理學(xué)。他們的理論工作通過(guò)微波范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)。此外，有序結(jié)構(gòu) - 表面 - 也被考慮過(guò)了。由于顆粒的異常行為，這種晶格可以提供非平凡的不可見(jiàn)性：入射和透射場(chǎng)的消失干擾伴隨著顆粒內(nèi)部的強(qiáng)場(chǎng)增強(qiáng)。同時(shí)，發(fā)射波的相位保持不變，好像根本沒(méi)有任何障礙。該特定效果可以用于例如感??測(cè)，各種非線(xiàn)性任務(wù)和全息圖。

“我們第一次將Kerker和反Kerker的物理效應(yīng)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到了一個(gè)新的光控制水平 - 實(shí)現(xiàn)了僅有側(cè)向散射，幾乎沒(méi)有前向或后向散射。問(wèn)題不僅在于適當(dāng)?shù)姆匠淌?，而且主要是因此，沒(méi)有關(guān)于具有這種獨(dú)特光學(xué)特征的物體必要參數(shù)的信息。由于廣泛的國(guó)際合作，我們?cè)O(shè)法提供了這些高水平的結(jié)果，“亞歷山大沙林，負(fù)責(zé)人說(shuō)道。 ITMO大學(xué)國(guó)際實(shí)驗(yàn)室納米光機(jī)械學(xué)。

據(jù)作者說(shuō)，這項(xiàng)研究大約在一年前開(kāi)始。澳大利亞國(guó)立大學(xué)和ITMO大學(xué)教授Yuri Kivshar和德國(guó)漢諾威激光中心研究員Andrey Evlyukhin廣泛討論了第一次理論估計(jì)和預(yù)測(cè)。包括數(shù)值計(jì)算在內(nèi)的理論部分的第二階段是與以色列Ben-Gurion大學(xué)的同事一起進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)在ITMO大學(xué)進(jìn)行。這項(xiàng)聯(lián)合工作和對(duì)問(wèn)題的高度物理洞察力使得團(tuán)隊(duì)能夠領(lǐng)先于中國(guó)的團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)從數(shù)值優(yōu)化的角度研究類(lèi)似的問(wèn)題。

“在這個(gè)項(xiàng)目的工作中，由于我的主管Alexander Shalin博士和我們的海外合作者的協(xié)商，我克服了一些挑戰(zhàn)。它幫助我建立了良好的學(xué)習(xí)和自信技能，我希望能有效地為我的領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。如今光學(xué)已融入計(jì)算機(jī)科學(xué)，生物學(xué)和化學(xué)等許多學(xué)科.ITMO大學(xué)為科學(xué)研究提供了獨(dú)特的環(huán)境因?yàn)樗鼌R集了大量的高級(jí)科學(xué)家。教師通過(guò)現(xiàn)代化設(shè)備和與國(guó)際研究中心的廣泛科學(xué)合作為我們提供支持。所有這些都使我們的能力無(wú)限“評(píng)論Hadi K. Shamkhi，ITMO大學(xué)物理與工程學(xué)院的博士生。