用“回音壁”將光合二為一,得到靈敏探針
天壇的回音壁之所以能令語聲傳送百米仍辯字清晰、氣韻悠長,是因為其特別的弧度將聲波匯聚在彎曲墻壁內(nèi)側(cè)進行傳播。 那有沒有一面彎曲的“墻壁”可以匯聚光波,得到更高的能量? 北京大學肖云峰教授和龔旗煌院士領(lǐng)導的研究團隊就利用超高品質(zhì)因子回音壁光學微腔,得到了“合二為一”的光波,相比此前的方法合成效率提升了14個數(shù)量級。 這種增強后的光學信號可以作為一種超高靈敏度的無標記“探針”,用來檢測和研究材料表面分子的結(jié)構(gòu)、排布、吸收等物理、化學性質(zhì)。 由中科院上海光學精密機械研究所和中國光學學會主辦的中國激光雜志社近日發(fā)布2019年度中國光學十大進展,上述“微腔表面對稱性破缺誘導非線性光學”作為基礎研究類成果入選。 記者邀請微腔非線性光學專家、南開大學物理科學學院副院長薄方教授解讀該成果。薄方介紹道,回音壁光學微腔(例如球形微腔)的基本原理是光波在材料表面處發(fā)生全反射,使得光波能夠沿內(nèi)表面持續(xù)傳輸。這個過程與天壇回音壁傳聲類似。 “它最顯著的特點是可以長時間的把光限制在腔體里面,從而實現(xiàn)很強的能量積累,這也就是超高品質(zhì)因子的含義。”他說道。 光子二合一 北京大學團隊的這項研究成果,從專業(yè)角度上講是增強了“二階非線性光學效應”。 |