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科学家开发出一种使光子射流动态弯曲的技术

托木斯克工业大学的科学家与国际同事共同发现了一种简单的技术,可以动态弯曲光子射流,将其变成光子钩。该方法发表在《光学快报》上。这组作者说,发现的效应将扩大光子射流和钩子的潜力。例如,它可以用于在生物医学研究或光学光刻中处理单个粒子,以创建微电路。

在2000年代初发现了光子射流效应。射流是聚焦在石英玻璃微球表面的电磁波,该表面处于透镜焦点。该射流具有独特的横向尺寸,该尺寸小于衍射极限。光子射流的这一特征引起了科学家的注意。结果,在2011年,开发了一种基于光子射流效应的纳米显微镜。它以200纳米的最大分辨率突破了传统光学显微镜的局限,使观察到50纳米成为可能。

2015年,TPU科学家提出了一种光子钩,这是一种基于光子射流的新型弯曲光束。获得它比现有的类似物容易得多。仅需要某种形状的微粒即可获得光子钩。光穿过它并弯曲。例如,光子钩利用光压移动纳米粒子,在障碍物周围弯曲并通过它们传递。

“研究人员使用来自玻璃等介电材料的微粒来获得光子射流和光子钩。传统上,人们认为这需要不同形状的粒子,例如对于光子射流来说是对称的,对于钩子来说是不对称的。我们进行了模拟并进行了实验,这些实验证明了两种情况下都可以使用对称颗粒,为此,我们用金属微尺寸筛网部分覆盖了颗粒,可以制成任何金属都可以,但是在实验中我们使用的是铝。”项目经理兼电子工程学系教授Igor Minin说。

为了形成光子射流,粒子被完全照射,在弯曲的光子钩的情况下,粒子被屏幕部分重叠。

“然后,我们使用带有对称粒子的不对称波前。这扩大了光子射流和钩子的应用潜力。例如,根据任务可以将它们用于一种设备。您可以通过光子射流捕获纳米粒子,如果当您使用屏幕时,光束将弯曲并且粒子可以移动。”科学家解释说。

另一个可能的应用领域是微电路制造中的光刻工艺。光刻技术是一种使用激光绘制未来微电路图案的技术。

“可以使用直光束或弯曲光束进行绘制,只需要更改聚焦粒子即可。为此,您可以使用微型金属丝网,这是非常简单的解决方案。此外,它可以使用光子射流或钩子效应不会使设备的结构显着复杂化。” Igor Minin说。

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