光控突破——物理学的创新转折因祸得福

来自韩国 POSTECH 和美国东北大学的科学家们已经成功地使用非厄米元光栅控制光，将光损耗变成了一种有益的工具。他们开发了一种使用专门设计的元光栅耦合器控制光方向的新方法。这一突破可以推进量子传感器研究，并带来一系列新应用，例如疾病诊断和污染检测。

光是一种非常脆弱和脆弱的物理现象。光可以根据物质的性质在材料表面被吸收或反射，或者改变其形式并转化为热能。到达金属材料表面后，光也倾向于将能量损失给金属内部的电子，我们称之为“光损失”的广泛现象。

生产以各种方式利用光的超小型光学元件非常困难，因为光学元件的尺寸越小，光学损耗就越大。然而，近年来，以完全不同的方式使用光损耗的非厄米理论已被应用于光学研究。物理学的新发现正在采用包含光损耗的非厄米理论，探索利用这种现象的方法，这与将光损耗视为光学系统的不完美组成部分的一般物理学不同。“因祸得福”是指最初看似灾难但最终带来好运的事情。这个研究故事是物理学因祸得福。

来自 POSTECH 的 Junsuk Rho 教授(机械工程和化学工程系)和来自 POSTECH 的博士生 Heonyeong Jeong 和 Seokwoo Kim(机械工程)，以及波士顿东北大学 (NEU) 的 Yongmin Liu 教授及其联合研究团队能够使用非厄米元光栅系统控制光束的方向。该论文发表在国际学术期刊《科学进展》上。

当光入射到金属表面时，金属中的电子与光波一起作为一个整体振动。这种现象称为表面等离子体激元或 SPP。“光栅耦合器”被广泛用作控制 SPP 方向的辅助设备。该设备的效率受到限制，因为它将直角入射光转换为非预期方向的 SPP。