东京理工大学 左手和右手共面波导都是由两个垂直电偶极子之间的相位差产生的，这两个电偶极子是由电子束的冲击激发的
(b/d)由于电偶极子和磁偶极子之间的干扰，左手和右手共面波导以不同的角度发射
信用:ACS Nano 东京理工大学和光子科学研究所的科学家开发了一种方法，可以从终极对称结构——球体——产生圆偏振光
他们的方法包括通过电子束激发打破球体的固有对称性，这允许精确控制发射光的相位和偏振
这种方法可用于对圆偏振光的相位和偏振方向上的信息进行编码，从而实现新的量子通信和加密技术
光波具有一种叫做偏振的特性，在通信和信息技术中具有巨大的潜力
这个性质与垂直于波传播方向的振荡方向有关
简单的极化类型是静态的——例如，纯垂直或水平极化
然而，也有圆极化，其中振荡的方向随着波的传播而不断旋转
圆偏振光是量子通信和加密等下一代技术的关键成分
取决于振荡旋转的方向，共焦平面可以具有右旋或左旋偏振
圆偏振的这种“二进制”特性可用于以稳健的方式在光中编码信息；换句话说，接受者不太可能会把右手CPL误认为左手CPL
因此，开发能够产生氯化石蜡的发射器是一个活跃的研究领域
一种新兴的生产氯化石蜡的方法是使用二维非手性结构
“非手性”一词类似于“对称”，意思是非手性结构的镜像与原始物体无法区分
但是对称物体怎么发出两种不同模式的圆偏振的光呢？答案是“外部对称性破缺”，由此受控的局部激发或特殊设计的检测方案导致非手性结构产生具有所需取向的共焦平面
在最近发表在美国国家科学院院刊《纳米》上的一项研究中，日本东京理工大学和西班牙ICFO大学的科学家们发现了一种从终极对称结构——球体——中产生氯化石蜡的方法
球形纳米粒子充当全向天线，由于是非手性的，需要打破外部对称性才能产生共面波导
在他们的新方法中，科学家团队用电子束照射球形纳米粒子，引发一种被称为“阴极发光”的现象
“这一过程是20世纪电视显示的基础，包括高能电子撞击材料，激发多个局域电子到更高的能量状态，然后这些电子以光子的形式释放出多余的能量
领导这项研究的三宫拓美副教授说:“电子束的使用是激发精确光学模式的一种通用方式，并为按需产生共聚焦激光提供了潜在的优势
" 然而，当使用球体时，适当设计的激励方案对于实现期望的对称破坏是必要的
科学家们提出了两种不同的方法，而不是一种，来从一个球体中产生左旋和右旋氯化石蜡
第一种方法包括操纵由电子束在球体中引起的两个电偶极子之间的相位差
另一种方法是利用磁偶极子和电偶极子之间产生的干扰
为了实验性地观察球形纳米粒子产生的氯化石蜡，科学家们开发了一种叫做四维STEM-CL的偏振测量技术，简称为“扫描透射电子显微镜-阴极发光”
“值得注意的是，实验结果几乎完全符合严格的理论分析的预测
Sannomiya对这一结果感到兴奋，他总结道:“我们的方法在开发可定制的共聚焦激光光源方面有很大的潜力，通过定位电子束可以很容易地控制发射光的相位和偏振度
“这种新方法的多功能性对于光子的相位和偏振信息的编码非常有用，可以实现新的通信和加密方法
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