近日麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的方法來捕捉光線,，可以帶來各種各樣的應(yīng)用,。研究人員說，該方法的應(yīng)用領(lǐng)域可能包括大尺度激光器和化學(xué)生物傳感器,。許多光學(xué)器件都需要這種結(jié)構(gòu),，包括激光器、光伏電池,、光纖,。

　　光發(fā)現(xiàn)被局限在一個(gè)平面介質(zhì)光子晶體。光子晶體中以灰色顯示,，紅色和藍(lán)色的顏色表示此被困的光的狀態(tài)的平面外的電場(chǎng)密度,。——Chia Wei Hsu

　　光被局限在一個(gè)平面介質(zhì)光子晶體。光子晶體顯示淡藍(lán)色,，深藍(lán)色表面的電磁能量密度,，此為被約束光的狀態(tài)。——Bo Zhen

　　有許多方法可以“捕捉”光——通常使用鏡子和反射表面,，或者像光學(xué)晶體之類的高科技材料,。然而近日麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的方法來捕捉光線，可以帶來各種各樣的應(yīng)用,。該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志上,。

　　這種新方法利用光波限制光波：兩個(gè)光波的波長(zhǎng)相同，但相位相反,，當(dāng)一個(gè)光波在波峰時(shí),，另一個(gè)在波谷。通過這種方法,，光波相互抵消,。同時(shí)其他波長(zhǎng)（顏色）的光波可以透過,。

　　研究者首先通過數(shù)值模擬預(yù)言這一現(xiàn)象的存在，然后在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了這個(gè)設(shè)想,。

　　研究人員說,，這種設(shè)計(jì)可以適用于任何類型的波：聲波，無線電波,，電子（其行為用波函數(shù)描述） ,，甚至是海浪,。該方法的應(yīng)用領(lǐng)域可能包括大尺度激光器和化學(xué)生物傳感器,。

　　“許多光學(xué)器件都需要這種結(jié)構(gòu)，”Solja?i?說道,，“包括激光器,、光伏電池、光纖,。”限制光波的方法一般使用各種鏡子,，包括傳統(tǒng)鏡子和更先進(jìn)的介質(zhì)鏡，也有奇異的光學(xué)介質(zhì),。在這些情況下,，光的通道全部被限制：有沒有“允許”狀態(tài)的光波繼續(xù)在其路徑上，所以它被強(qiáng)制反射,。

　　然而,，該方法則不同。只有特定的波長(zhǎng)的光被封鎖,，其他波不受影響,。Solja?i? 稱，“這是限制光波的全新方法,。”

　　光可以使用不同的通道逃脫的光子晶體,，但由于這些通道中的波破壞性干涉，特定波長(zhǎng)的光仍然被困,。——Chia Wei Hsu

　　從數(shù)學(xué)來說,，該現(xiàn)象是“嵌入式特征值”的一個(gè)實(shí)例，其中一個(gè)頻率的光被困住,，而附近其他的頻率不受影響,。在1929年，數(shù)學(xué)家和計(jì)算機(jī)先驅(qū)約翰·馮·諾伊曼在理論上描述了這種情況的可能性,。盡管物理學(xué)家們對(duì)這樣的效果的存在一直有興趣,，不過除了特殊對(duì)稱情況，之前沒有人在實(shí)驗(yàn)中見過這種現(xiàn)象,。