新方法克服了光学领域长期以来的限制提高了米氏散射的效率

当您仰望天空并看到形状奇妙的云彩时，或者努力透过浓密、朦胧的雾气进行观察时，您会看到“米氏散射”的结果，这是光与一定大小的粒子相互作用时发生的情况。越来越多的研究旨在操纵这种现象并使一系列令人兴奋的技术成为可能。

现在，在《自然通讯》最近发表的一项研究中，包括大阪大学在内的多机构研究小组克服了被认为是如何提高米氏散射效率的基本限制。这篇文章的标题是“位移共振多极工程：米氏共振的新自由度”。

元光子学领域的研究人员利用米氏散射等现象来产生传统纳米材料无法实现的设备输出，例如低功率监视技术。

然而，多年来，研究人员一直认为米氏散射只能通过改变光的波长或与其相互作用的纳米结构的尺寸来控制。当前工作的目标是通过扩展最近关注激光和纳米结构之间对准的研究来克服这一限制。

“在我们的方法中，我们错位了入射激光，”该研究的主要作者 Yu-Lung Tang 解释道。“换句话说，我们将照明位置从目标纳米结构的中心移至纳米尺度。”

通过这样做，研究人员发现硅纳米结构表现出的散射取决于紧密聚焦的激光与纳米结构中心的未对准程度。仅 100 纳米的错位就可以引起最大化的米氏共振散射，而这种散射以前因传统显微镜使用平面波光照明而被掩盖。

这些发现可以提高光学技术的效率。例如，该团队的工作可以帮助研究人员开发全光晶体管，即使用光而不是电的晶体管，并且其性能超过传统电子晶体管。

“我们很兴奋，因为我们扩展了具有百年历史的米氏散射光理论的基础知识，”资深作者 Junichi Takahara 说。“应用范围广泛，目前正在我们的实验室进行。”

这项工作是我们理解光与物质相互作用的重要一步。此外，这些结果不仅限于硅，而且入射激光不需要是可见波长，这鼓励了元光子学的令人兴奋的进步，并使隐形装置等梦幻技术更接近现实。