研究人員開發(fā)出一種小型的室溫設(shè)備，它能產(chǎn)生一種特殊的結(jié)構(gòu)光，即徑向偏振光子，這種光對(duì)安全通信、先進(jìn)成像和精密光學(xué)工具非常有用。

通過(guò)精心設(shè)計(jì)和定位納米天線中的量子點(diǎn)，他們獲得了偏振純度超過(guò) 93% 的高質(zhì)量光。這一突破有助于提高使用結(jié)構(gòu)光的設(shè)備的效率和實(shí)用性，為通信和光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步鋪平道路。

耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)拉卡物理學(xué)院的 Ronen Rapaport 教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了在室溫下產(chǎn)生徑向偏振光子的新設(shè)備。這一進(jìn)步為經(jīng)典和量子通信技術(shù)提供了新的可能性。

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這篇題為 “Ultrafast and Highly Collimated Radially Polarized Photons at Room Temperature from a Colloidal Quantum Dot Coupled to a Hybrid Nanoantenna”的研究論文發(fā)表在《ACS Photonics》上。

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產(chǎn)生徑向偏振光子的概念圖

徑向偏振光具有獨(dú)特的電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，可用于一系列應(yīng)用，包括安全通信、先進(jìn)成像和精密光學(xué)工具。如何可靠地產(chǎn)生這種光，尤其是在納米光子系統(tǒng)中，一直是一個(gè)技術(shù)難題。

研究小組通過(guò)將 “巨型 ”碲化鎘/碲化鎘膠體納米晶體（直徑約 20 納米）與金屬-電介質(zhì)混合納米天線相結(jié)合，解決了這一難題。量子點(diǎn)被精確地放置在天線中心的微小金屬納米錐上，這使得該裝置能夠產(chǎn)生徑向極化純度超過(guò) 93% 的光子。該系統(tǒng)可在室溫下高效工作，寬度僅為 10 微米，結(jié)構(gòu)緊湊，有望集成到芯片技術(shù)中。

Rapaport 教授說(shuō)：“量子點(diǎn)的精確定位在實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光輸出方面起著關(guān)鍵作用，這項(xiàng)研究有助于我們更好地理解如何在小尺寸器件中控制光的偏振，這對(duì)未來(lái)的量子應(yīng)用非常重要�！�

這項(xiàng)研究將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬相結(jié)合，深入探討了納米結(jié)構(gòu)如何增強(qiáng)光子發(fā)射和偏振。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于推進(jìn)用于安全通信和其他新興技術(shù)的納米光子器件的設(shè)計(jì)。

相關(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.4c01516