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（a）陽(yáng)光照射的液滴曬傷葉片；（b）強(qiáng)光直射的玻璃球燃燒紙張。課題組供圖
本報(bào)訊（見(jiàn)習(xí)記者刁雯蕙）日前，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所傳感中心楊慧團(tuán)隊(duì)在光子納米噴流（PNJ）領(lǐng)域取得新進(jìn)展，界定了PNJ中緩慢會(huì)聚—發(fā)散模式與快速會(huì)聚—發(fā)散模式所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)連續(xù)的光入射區(qū)域間的邊界點(diǎn)。最新成果發(fā)表于《光子學(xué)研究》。
沉積在葉子上的小水滴在陽(yáng)光照射下會(huì)引起葉片曬傷；強(qiáng)光直射的玻璃球能燃燒紙張；充滿(mǎn)水的透明球體對(duì)很小的字有放大效果……這些現(xiàn)象可以被統(tǒng)稱(chēng)為光與透明微粒之間相互作用的結(jié)果，然而其現(xiàn)象背后的原理至今仍未被科學(xué)家探究清楚。
本世紀(jì)初，源自光—微粒相互作用的“類(lèi)噴流結(jié)構(gòu)”場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)首先被發(fā)現(xiàn)，并被科學(xué)家命名為PNJ。PNJ是一種非共振的聚焦—發(fā)散光束，在超分辨成像、生化分析檢測(cè)、散射信號(hào)增強(qiáng)、納米尺度操控和精密微納加工等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。
圓形電介質(zhì)微粒形成PNJ時(shí)，存在一個(gè)基本規(guī)律：光從圓形微粒一邊的半圓形區(qū)域射入時(shí)，位于半圓中間部分的光穿過(guò)微粒后會(huì)緩慢地會(huì)聚和發(fā)散，而位于兩個(gè)邊緣部分的光穿過(guò)微粒后則會(huì)快速地會(huì)聚和發(fā)散，但邊緣和中間這兩個(gè)連續(xù)區(qū)域之間邊界點(diǎn)的界定問(wèn)題始終未得到解決。
團(tuán)隊(duì)在前期有關(guān)微粒產(chǎn)生PNJ的理論研究基礎(chǔ)上，開(kāi)創(chuàng)性地利用光會(huì)聚—發(fā)散速度與出射光斜率變化之間的相互依賴(lài)關(guān)系，結(jié)合自然對(duì)數(shù)揭示數(shù)據(jù)變化快慢的物理含義，成功界定了這一邊界點(diǎn)。
在這一“拐點(diǎn)”視角下，研究人員提出并展示了一種調(diào)制PNJ以及產(chǎn)生和調(diào)制彎曲PNJ的新方法，即通過(guò)調(diào)節(jié)邊緣和中間區(qū)域的入射光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)調(diào)制，而無(wú)需對(duì)微粒本身的材料屬性和幾何形貌等進(jìn)行任何改變。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1364/PRJ.419106
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