(A) Diagramma schematico della luce del vortice e (B) strutture chirali di rilevamento della luce polarizzata circolarmente. (C) Contrasto del dicroismo circolare e delle regioni di risposta alla diffusione differenziale del vortice. (D) Rapporto di corrispondenza delle dimensioni tra la luce del vortice e la struttura quando viene generato un forte segnale chirale. (E) Diagramma schematico dell'interazione tra luce vorticosa e strutture chirali. Attestazione:NI Jin
Recentemente, il Laboratorio di Micro e Nano Ingegneria, Scuola di Scienze dell'Ingegneria, L'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) ha compiuto importanti progressi nel campo della ricerca sul rilevamento della chiralità strutturale utilizzando la luce a vortice, e ha scoperto che il momento angolare orbitale del fotone può rilevare in modo efficiente il segnale chirale ottico delle strutture.
Il risultato è stato pubblicato sulla rivista internazionale PNAS .
Le strutture chirali sono ampiamente presenti in natura, come le strutture a doppia elica del DNA, viticci e conchiglie vegetali. Oltre ad osservare la geometria degli oggetti, la loro chiralità si distingue anche per l'interazione della luce con la materia. Per esempio, la rivelazione di spettri di dicroismo circolare può essere ottenuta studiando la diversa risposta ottica delle strutture alla luce polarizzata circolarmente con spin sinistro e destro attraverso l'interazione del momento angolare di spin del fotone con la materia.
Allo stesso modo, può fotone momento angolare orbitale, che ha anche caratteristiche chirali, essere utilizzato per rilevare strutture chirali e come si può ottenere il segnale di risposta ottica significativa?
Per rispondere alle domande scientifiche di cui sopra, il team ha scoperto che la luce del vortice contiene una fase elicoidale (momento angolare orbitale del fotone) che può interagire con la microstruttura chirale per produrre una significativa diffusione differenziale del vortice abbinando la dimensione del raggio e la struttura chirale.
È stato scoperto che la regione delle dimensioni della struttura rispetto alla lunghezza d'onda operativa in cui si trova il picco di diffusione differenziale del vortice si trova in una regione precedentemente inesplorata dalla risposta di dicroismo circolare e consente il rilevamento della luce monocromatica.
Il lavoro indaga anche la relazione tra lo spettro di diffusione della differenza di vortice e la geometria della struttura elicoidale, così come i mezzi per migliorare il segnale di rilevamento delle molecole chirali.
Questa tecnica dovrebbe fornire un nuovo metodo di rilevamento nel campo dei successivi studi di interazione chirale luce-materia.
