Onlangs, het laboratorium voor micro- en nanotechnologie, School voor Ingenieurswetenschappen, University of Science and Technology of China (USTC) heeft belangrijke vooruitgang geboekt op het gebied van onderzoek naar structurele chiraliteitsdetectie met behulp van vortexlicht, en ontdekte dat foton orbitaal impulsmoment efficiënt het optische chirale signaal van structuren kan detecteren.

De prestatie werd gepubliceerd in het internationale tijdschrift PNAS .

Chirale structuren komen veel voor in de natuur, zoals DNA dubbele helix structuren, plantranken en schelpen. Naast het observeren van de geometrie van objecten, hun chiraliteit kan ook worden onderscheiden door de interactie van licht met materie. Bijvoorbeeld, de detectie van circulair dichroïsmespectra kan worden bereikt door de verschillende optische respons van structuren op links en rechts draaiend circulair gepolariseerd licht te bestuderen door de interactie van het fotonspin-impulsmomentum met materie.

evenzo, kan foton baanimpulsmoment, die ook chirale kenmerken heeft, worden gebruikt om chirale structuren te detecteren en hoe kan het significante optische responssignaal worden verkregen?

Om bovenstaande wetenschappelijke vragen te beantwoorden, het team ontdekte dat het vortexlicht een spiraalvormige fase (foton-orbitaal impulsmoment) bevat die kan interageren met de chirale microstructuur om significante vortex-differentiële verstrooiing te produceren door de grootte van de straal en de chirale structuur aan te passen.

Er werd gevonden dat het gebied van structuurgrootte versus operationele golflengte waar de vortex differentiële verstrooiingspiek zich bevindt in een gebied ligt dat voorheen onontgonnen was door de circulaire dichroïsmerespons en monochromatische lichtdetectie mogelijk maakt.

Het werk onderzoekt ook de relatie tussen het vortexverschil-verstrooiingsspectrum en de geometrie van de helixstructuur, evenals de middelen om het detectiesignaal van chirale moleculen te verbeteren.

Deze techniek zal naar verwachting een nieuwe detectiemethode opleveren op het gebied van latere chirale licht-materie-interactiestudies.