正交諧振器模式在僅占據部分諧振器體積的有效區域上耦合時如何變為非正交的草圖。圖中顯示了平面微腔（a），（b）和開環諧振器（c），（d）的情況。紅色和藍色箭頭表示兩種電磁模式，對應於全三維體積（a），（c）或薄的准二維表面（b），（d）的有效區域以淺紅色陰影顯示。來源：光學 （2022）。DOI： 10.1364/OPTICA.473085
由南安普敦大學領導的一組研究人員表明，光可以在小於其自身波長的距離內移動 - 這是前所未有的精度水平。
來自南安普敦的科學家與德國多特蒙德大學和雷根斯堡大學一起證明，一束光不僅可以限制在一個比其自身波長小50倍的光斑上，而且在同類中，光斑可以在光被限制的點處以微小的量移動。
他們的理論研究的詳細結果發表在Optica雜誌上。
限制和控制更小體積的光是現代光子學的決定性挑戰之一;光的產生、檢測和操縱背後的科學。光被限制的緊密程度決定了納米粒子可觀測性的極限，以及基於光的器件的強度和精度。
一個例子是光鑷。這些被廣泛用於世界各地的實驗室，如DNA研究領域。它們由高度聚焦的雷射束組成，以驚人的精度捕獲、操縱和移動粒子。標準光鑷的局限性之一是透鏡不能將光束聚焦在遠小於雷射束自身波長的長度上，從而限制了可實現的精度。
研究作者、南安普敦大學量子、光和物質小組研究員Erika Cortese解釋說：「就其本質而言，光確實很難在比其波長更小的長度尺度上定位，這是一個被稱為阿貝極限的關鍵閾值。然而，使用複雜的模型和數值模擬，我們已經成功地展示了一種在亞波長尺度上定位和動態操縱光的新方法。
該研究合作由南安普敦物理與天文學學院量子理論與技術小組負責人Simone De Liberato教授領導。他說：「我們相信，我們主動控制受限電磁場的新方法可能會對多種納米光子應用產生高影響。
「展望未來，原則上，它可能導致對微米和納米尺寸物體的操縱，包括生物粒子 - 或者可能大幅提高微觀傳感器的靈敏度解析度。
科學家們希望，通過進一步的研究，他們最終可以為更先進的操作技術開闢道路，例如納米顆粒的分類和合理組裝，用於生物學，化學和軟物質研究。
更多信息：Erika Cortese等人，使用非擾動光物質耦合的真實空間納米光子場操縱，Optica（2022）。DOI： 10.1364/OPTICA.473085
期刊信息： 光學