Разработан инструмент для создания новых состояний света

«Мы разработали метаповерхность, которая является новым инструментом в изучении неизвестных аспектов света, — говорит Федерико Капассо, старший автор опубликованной в журнале Science статьи. — Этот оптический компонент дает возможность осуществлять гораздо более сложные операции и позволяет исследователям не только изучать новые состояния света, но и возможности применения рефракции».

Новая метаповерхность объединяет два аспекта света, орбитальный угловой момент и круговую поляризацию. Их можно представить в виде движения планеты — круговая поляризация — это направление вращения тела вокруг своей оси, а орбитальный момент описывает, как планета вращается вокруг Солнца.

Тот факт, что свет может обладать орбитальным моментом, был открыт относительно недавно, примерно 25 лет назад, но именно это его свойство отвечает за появление новых состояний, например, лучей, закрученных как штопор. В предыдущих исследованиях для управления формой и размером этих экзотических лучей использовалась поляризация, но только в ограниченном масштабе, поскольку только отдельные виды поляризации можно было превратить в определенные орбитальные моменты.

Данное исследование обходит это ограничение. Теперь любая входящая поляризация света может приводить к любому орбитальному угловому моменту на выходе, то есть любая поляризация может произвести любой вид структурированного света, от спиралей до воронок разного размера.

Одной из возможных областей применения этого открытия является технология манипулирования молекулами при помощи оптических пинцетов. Орбитальный момент света достаточно силен, чтобы заставить микроскопические частицы крутиться и двигаться. Кроме того, эти экзотические состояния света позволят лучше разобраться в фундаментальных вопросах физики, пишет Phys.org.

В прошлом месяце специалисты Гарварда создали волновод с нулевым показателем преломления, совместимый с современными фотонными технологиями. В ходе эксперимента им удалось воочию наблюдать феномен стоячей волны света.