新型“光子钩”可助显微镜获取超高分辨率图像

　　俄罗斯托木斯克理工大学、圣彼得堡国立信息技术、机械与光学大学(ITMO )、英国班戈大学、以色列本·古里安大学的联合研究团队获取了一种新型人造弯曲光束，学者们称之为“光子钩”。此前，科技界仅知道一种艾里弯曲光束。“光子钩”可以用于显微镜学以获取超高分辨率图像，科学家们表示它可以作为纳米粒子的操纵者并移动它们。研究结果发布在《Optics Letters》(IF 3.416;Q1)和《Scientific Reports》(IF 4.259;Q1)杂志上。

　　艾里弯曲光束

　　已知的艾里弯曲光束中，光是以抛物线形式传播的。科学家们认为，这种光束的获取和在显微镜中的使用均极其复杂。以前人们普遍认为，除了艾里光束，其它类型的弯曲光束是不存在的。现在科学家们成功获得了新的弯曲光束，并对光子射流基弯曲光束制取原理申请了专利。

　　在《Optics Letters》杂志上发表的相关文章里描写了“光子钩”的特性。为了在实验中获取光束，使用了带对接棱镜的立方体颗粒。当光束辐射在颗粒末端时，棱面及颗粒内部就会产生衍射。由于棱面内部和棱面附近相速度的差异，会形成下降波峰，它们聚集在电介质颗粒粒子的出口处。由于一个棱面是倾斜的，所以波与波之间互相干扰，在局部区域获取弯曲光束。弯曲光束可以在光压作用下实现纳米粒子的移动，越过障碍物。

　　新型弯曲光束在生物学、医学及其新材料制造中的细胞操纵领域拥有广泛的应用前景。ITMO纳米光机械学的课题组完成了上述弯曲光束制取过程的数学模拟。