俄羅斯托木斯克理工大學(xué)、圣彼得堡國立信息技術(shù)、機械與光學(xué)大學(xué)(ITMO )、英國班戈大學(xué)、以色列本·古里安大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊獲取了一種新型人造彎曲光束，學(xué)者們稱之為“光子鉤”。此前，科技界僅知道一種艾里彎曲光束。“光子鉤”可以用于顯微鏡學(xué)以獲取超高分辨率圖像，科學(xué)家們表示它可以作為納米粒子的操縱者并移動它們。研究結(jié)果發(fā)布在《Optics Letters》(IF 3.416;Q1)和《Scientific Reports》(IF 4.259;Q1)雜志上。

艾里彎曲光束

　　已知的艾里彎曲光束中，光是以拋物線形式傳播的?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這種光束的獲取和在顯微鏡中的使用均極其復(fù)雜。以前人們普遍認(rèn)為，除了艾里光束，其它類型的彎曲光束是不存在的?，F(xiàn)在科學(xué)家們成功獲得了新的彎曲光束，并對光子射流基彎曲光束制取原理申請了專利。

　　在《Optics Letters》雜志上發(fā)表的相關(guān)文章里描寫了“光子鉤”的特性。為了在實驗中獲取光束，使用了帶對接棱鏡的立方體顆粒。當(dāng)光束輻射在顆粒末端時，棱面及顆粒內(nèi)部就會產(chǎn)生衍射。由于棱面內(nèi)部和棱面附近相速度的差異，會形成下降波峰，它們聚集在電介質(zhì)顆粒粒子的出口處。由于一個棱面是傾斜的，所以波與波之間互相干擾，在局部區(qū)域獲取彎曲光束。彎曲光束可以在光壓作用下實現(xiàn)納米粒子的移動，越過障礙物。

　　新型彎曲光束在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及其新材料制造中的細(xì)胞操縱領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。ITMO納米光機械學(xué)的課題組完成了上述彎曲光束制取過程的數(shù)學(xué)模擬。