科学家开发出一种使光子射流动态弯曲的技术

托木斯克理工大学(Tomsk Polytechnic University)的科学家们与国际同事们发现了一种简单的技术，可以使光子喷射动态弯曲，将其变成光子挂钩。这种方法发表在《光学快报》上。据作者说，发现的效应将扩大光子射流和挂钩的潜力。例如，它可以在生物医学研究中操纵单个粒子，或在光学光刻中制造微电路。

 在2000年代初发现了光子射流效应。射流是聚焦在石英玻璃微球表面的电磁波，该表面处于透镜焦点。该射流具有独特的横向尺寸，该尺寸小于衍射极限。光子射流的这一特征引起了科学家的注意。结果，在2011年，开发了一种基于光子射流效应的纳米显微镜。它以200纳米的最大分辨率突破了传统光学显微镜的局限，使观察到50纳米成为可能。

2015年，TPU科学家提出了一种光子挂钩，一种基于光子喷射的新型弯曲光束。它比现有的类似物更容易获得。只需要一个特定形状的微粒就可以得到光子挂钩。光穿过它并弯曲。例如，光子钩利用光压力移动纳米粒子，绕着势垒弯曲并使其通过。

“研究人员使用来自玻璃等介电材料的微粒来获得光子射流和光子钩。传统上，人们认为这需要不同形状的粒子，例如对于光子射流来说是对称的，对于钩子来说是不对称的。我们进行了模拟并进行了实验，这些实验证明了两种情况下都可以使用对称颗粒，为此，我们用金属微尺寸筛网部分覆盖了颗粒，可以制成任何金属都可以，但是在实验中我们使用的是铝。”项目经理兼电子工程学系教授Igor Minin说。

为了形成光子射流，粒子被完全照射，在弯曲的光子钩的情况下，粒子被屏幕部分重叠。

“然后我们使用一个对称粒子的不对称波前。这扩大了光子射流和钩的应用潜力。例如，它们可以根据任务在一个设备中使用。你可以通过光子喷射获得纳米粒子，如果你使用屏幕，光束会弯曲，粒子可以被移动，”科学家解释说。

另一个可能的应用领域是微电路制造中的光刻工艺。光刻是一种利用激光绘制未来微电路图样的技术。

“可以使用直光束或弯曲光束进行绘制，只需要更改聚焦粒子即可。为此，您可以使用微型金属丝网，这是非常简单的解决方案。此外，它可以使用光子射流或钩子效应不会使设备的结构显着复杂化。” Igor Minin说。