结构光和纳米材料开辟了在纳米尺度上定制光的新方法

当您使用结构光激发新型纳米材料组件时会发生什么?坦佩雷理工大学(TUT)(芬兰)和蒂宾根大学(德国)之间的联合研究表明，精心构造的光和金属纳米结构的匹配排列(所谓的“等离子体低聚物”)可以结合起来改变其性质。产生纳米级的光。特别地，团队已经表明，由低聚物产生的非线性光学场(例如，二次谐波)的效率受到低聚物的成分如何在空间中排列以及这些成分如何被结构光照射的强烈影响。

非线性光学过程为光子学中的重要功能提供了基础，例如光的频率转换，超短光脉冲的产生，以及光学处理和操纵。预期通过合成具有可定制光学性质的新型纳米材料以及通过将光有效地耦合到这种纳米材料中的新方法来推动该领域的进一步发展。对于后一目的，具有非常规偏振的光束，即所谓的结构光，预计是至关重要的。

为了证明这些能力，作者设计并制造了具有明确定义的尺寸和方向的金纳米棒组件，使得它们的整体尺寸与聚焦激光束的尺寸相匹配，即约1微米。为了研究这种等离子体低聚物的非线性响应，作者使用了一种新颖的光学显微镜技术，该技术配备了偏振结构光束。更具体地，作者使用径向和方位角极化的圆柱形矢量光束，其在光束的横截面上呈现出非均匀的偏振态。

“先前关于等离子体低聚物中非线性光学效应的研究基于使用具有均匀的，即均匀的偏振态的平面波或聚焦光束。这里，我们使用配有环形偏振结构光束的非线性光学显微镜来研究我们发现这些结构的非线性光学效应的整体效率受到光束的空间结构和低聚物支持的集体相互作用的强烈影响。我们希望我们的工作将进一步激发对研究和操纵非线性光学效应的兴趣。在使用非常规激发光束的新型纳米级系统中。“ Godofredo Bautista博士是TUT光子学实验室非线性光学组的博士后研究员，也是该作品的共同作者。

监督TUT研究的非线性光学组和光子学实验室负责人Martti Kauranen教授指出，“除了目前工作中研究的非线性效应之外，我们的结果总体上显示了定制入射光束的重要性。为了将光有效地耦合到复杂的纳米结构中。“

图宾根大学等离子体纳米结构小组负责人Monika Fleischer教授和图宾根大学研究人员的共同通讯作者补充说：“纳米技术提供高精度工具，使我们能够定制金属纳米结构的安排，也称为光学天线，具有预先设计的特性。这种方式可以针对非常规激光束进行特定的相互作用，并且可以最大化整体信号强度。“

研究人员认为，他们的结果将有助于设计和实现利用非传统光学领域的新型光学元件和表征技术。