有一種微小的晶體材料能把光困在內(nèi)部，成為閉合的周期性軌道光(orbiting light)，這種光捕獲材料正吸引科學(xué)家越來(lái)越多的關(guān)注。最近，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校科學(xué)家詳細(xì)闡述了被捕獲的光在納米晶體內(nèi)的表現(xiàn)。相關(guān)論文發(fā)表在《納米快報(bào)》上。
       據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，該校物理學(xué)教授邁克爾·福格勒和同事去年證明了光可以存儲(chǔ)在一種叫做六方氮化硼的納米晶體顆粒內(nèi)。在六方氮化硼晶體中，硼原子和氮原子形成六邊形的層狀晶格，能以一種不尋常的方式彎曲電磁能量。
       光粒子也叫極化聲子，它們?cè)诰w顆粒中反彈時(shí)并不遵守標(biāo)準(zhǔn)反射定律，其運(yùn)動(dòng)也不隨機(jī)。研究稱，極化聲子光線會(huì)按照材料的原子結(jié)構(gòu)沿固定角度路徑射出，進(jìn)而導(dǎo)致有趣的共振。福格勒說(shuō)：“大部分情況下，被捕獲的極化聲子光線的軌跡是盤(pán)繞回旋的，然而在特定頻率下，它們會(huì)變成簡(jiǎn)單閉合的環(huán)形軌道。”
       當(dāng)軌跡閉合時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電場(chǎng)被大大增強(qiáng)的“熱點(diǎn)”區(qū)域。研究小組發(fā)現(xiàn)，在類似球體的晶體顆粒內(nèi)部，這些“熱點(diǎn)”會(huì)形成精細(xì)的幾何花紋。
       研究人員還分析了光被封存在材料內(nèi)部的方式，發(fā)現(xiàn)決定花紋和特殊頻率的不是材料球體的大小，而是其形狀。分析還顯示，有一個(gè)參數(shù)決定了極化聲子光線從球面射出的固定角度。
       這些分析為研究小組早期觀察的捕獲光提供了理論解釋。福格勒和同事說(shuō)，可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明他們對(duì)軌道光的預(yù)測(cè)。目前，他們正在探索六方氮化硼的實(shí)際用途，希望能用它來(lái)操縱光線。這種作用原理有助于指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用，如用于高分辨率彩色過(guò)濾和光譜成像的納米共振器、亞衍射成像的超透鏡、紅外光子源等。