Спин фотонов позволяет посылать световую волну в желаемом направлении

Профессор Анатолий Заяц из Королевского колледжа в Лондоне (Великобритания) вместе с группой британских и испанских коллег при помощи металлических наноструктур добился от света с круговой поляризацией умения посылать волны вдоль металлической поверхности в заранее заданном направлении.

До сих пор однонаправленные световые волны подобным образом не контролировались. «Когда мы обнаружили, что интерференция волн при использовании спина фотона может вести к однонаправленному перемещению волны, то сначала не поверили, что сей фундаментальный эффект мог пройти незамеченным...» — рассказывает Анатолий Заяц.

 

Физики оперировали со светом с круговой поляризацией, который освещал наноразмерную металлическую структуру. Вращающиеся фотоны поляризованного света заставляли электроны в нанообъекте двигаться по кругу — по часовой стрелке или против неё в зависимости от направления вращения фотона (круговая правая и левая поляризации). Если затем такую структуру поднести к волноводу или металлической поверхности, выходящие световые волны будут двигаться в них только в одном выбранном направлении. А если изменить направление поляризации световой волны, то и направление движения волны также станет противоположным.

Как это использовать? Новый способ управления направлением движения волны выглядит многообещающим для сортировки фотонов по спину, обработки информации, закодированной при помощи поляризации в электромагнитных волнах, и так далее. Авторы открытия обещают в самое ближайшее время заняться практическим применением разработки в различных областях нанофотоники и квантовой оптики.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.

Подготовлено по материалам Королевского колледжа в Лондоне.