新反光镜的特异反光性

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研究人员设计了一种新型的反射镜，它反射光线的方式与传统的镜子完全不同。这种新型的镜子，称为手性镜子，具有潜在的应用如光的信息处理，下一代3D电影，或者利用这种新型光操控的其他技术。 y:6&P6`dx  
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由佐治亚理工学院Wenshan Cai教授领导的研究人员在最近一期的《纳米快报》上发表了一篇关于手性镜子的论文。 }cov"o  
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这种新镜子的非传统反射特性产生于镜子对圆偏振光反射的方式。光波是由电场和磁场组成的，当电场稍微穿过磁场或相反的方向时，光波沿螺旋路径通过时间运动，这称为圆偏振光。我们周围的大多数的光，如太阳光或者灯泡发出的光都是非偏振的，但是可以通过偏振片实现光的偏振。 %y(oY  
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圆偏振光可以以顺时针（右）或逆时针（左）的方式传播，这是由光的内在物理性质决定的，称为自旋角动量，因此称为光的自旋态。这种新型镜子与传统反射镜的主要区别在于它们如何响应圆偏振光的自旋态。 pkd#SY  
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当圆偏振光到达传统的镜子上时，镜子反转光束的自旋状态，使它反射回来的光与进入的光有相反的自旋。对于许多应用程序来说，这个属性不会产生任何问题，事实上，反射镜是许多光学器件的重要组成部分之一。然而，对于某些新的应用，如光子信息处理，其中光的自旋态携带数据，在镜子反射时保持和控制自旋态是很重要的。 FyZp,uD  
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新的手性镜子在自旋态上的效应几乎与普通反光镜是相反的。它不是反射相反的自旋态，而是反映入射圆偏振光束的自旋状态，只反映一个自旋态。当处于相反自旋状态的光束到达镜子时，镜子完全吸收了光线。最后的结果是，反射镜只反射一个自旋态的光线，不管是向左或向右的圆偏振光，但都不反射。 o)_;cCr)q  
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而最传统的反射镜是由常见的金属，如薄银膜覆盖在较厚的玻璃片而成，没有已知的天然材料具有旋光性的新镜子出现。为此，研究人员制作新的反光镜，是人造材料与纳米材料的结合专门显示出了这些特性。手性反光镜的组成的薄膜是一种多孔不对称孔阵列，这种不对称性有助于非常规的旋光响应。 L B:wo.X  
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Cai说：“超材料在纳米尺度上提供光操控，可以在纳米量级的传输长度上实现极化改变。”。 h^{D "  
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研究人员注意到，手性镜子相对容易制造，他们期望它将在光数据传输和其他技术中应用，他们计划在将来进一步研究。 a@[y)xa$Z  
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Cai说：“通过光学手段传送数据的最常用方式是通过时分或波长多路复用。然而，随着对数据带宽的需求不断增长，需要更高程度的复用。在光通信方面，偏振控制开启了复用和数据处理的另一种模式。我们的手性反光镜保留一个入射自旋态的能力将有助于这些极化敏感系统的发展。” A"wor\(  
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“手性镜子也可用于光学传感应用，手性信号分析，甚至可能在下一代的3D电影中有所应用。大多数3D电影都依赖于我们在影院里戴着的眼镜通过的圆偏振光来实现。在这种两极分化的情况下，手性镜子甚至可以在这个行业找到很多其它实用的东西。” jD@KG  
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原文链接：https://phys.org/news/2017-11-mirror-differently-conventional-mirrors.html（labbang译）