研究人員開發(fā)出一種小型的室溫設備，它能產生一種特殊的結構光，即徑向偏振光子，這種光對安全通信、先進成像和精密光學工具非常有用。

通過精心設計和定位納米天線中的量子點，他們獲得了偏振純度超過 93% 的高質量光。這一突破有助于提高使用結構光的設備的效率和實用性，為通信和光學技術的進步鋪平道路。

耶路撒冷希伯來大學拉卡物理學院的 Ronen Rapaport 教授領導的團隊開發(fā)出了在室溫下產生徑向偏振光子的新設備。這一進步為經典和量子通信技術提供了新的可能性。

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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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產生徑向偏振光子的概念圖

徑向偏振光具有獨特的電場結構，可用于一系列應用，包括安全通信、先進成像和精密光學工具。如何可靠地產生這種光，尤其是在納米光子系統(tǒng)中，一直是一個技術難題。

研究小組通過將 “巨型 ”碲化鎘/碲化鎘膠體納米晶體（直徑約 20 納米）與金屬-電介質混合納米天線相結合，解決了這一難題。量子點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生徑向極化純度超過 93% 的光子。該系統(tǒng)可在室溫下高效工作，寬度僅為 10 微米，結構緊湊，有望集成到芯片技術中。

Rapaport 教授說：“量子點的精確定位在實現(xiàn)高質量光輸出方面起著關鍵作用，這項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，這對未來的量子應用非常重要。”

這項研究將實驗數(shù)據和模擬相結合，深入探討了納米結構如何增強光子發(fā)射和偏振。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于推進用于安全通信和其他新興技術的納米光子器件的設計。

相關鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.4c01516