軌道光研究促光捕獲材料引關注新應用被闡述

　　有一種微小的晶體材料能把光困在內部，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家越來越多的關注。最近，美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校科學家詳細闡述了被捕獲的光在納米晶體內的表現。相關論文發表在《納米快報》上。

　　據物理學家組織網近日報道，該校物理學教授邁克爾·福格勒和同事去年證明了光可以存儲在一種叫做六方氮化硼的納米晶體顆粒內。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，它們在晶體顆粒中反彈時并不遵守標準反射定律，其運動也不隨機。研究稱，極化聲子光線會按照材料的原子結構沿固定角度路徑射出，進而導致有趣的共振。福格勒說：“大部分情況下，被捕獲的極化聲子光線的軌跡是盤繞回旋的，然而在特定頻率下，它們會變成簡單閉合的環形軌道。”

　　當軌跡閉合時，會出現電場被大大增強的“熱點”區域。研究小組發現，在類似球體的晶體顆粒內部，這些“熱點”會形成精細的幾何花紋。

　　研究人員還分析了光被封存在材料內部的方式，發現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，有一個參數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，可以用實驗來證明他們對軌道光的預測。目前，他們正在探索六方氮化硼的實際用途，希望能用它來操縱光線。這種作用原理有助于指導實際應用，如用于高分辨率彩色過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。