新型白熾燈發出亮度比之前強百倍的“扭曲光”

科技日報北京12月26日電 （記者張佳欣）美國密歇根大學的研究人員開發了一種新型白熾燈泡。憑藉燈絲本身的精密設計，這款燈泡能夠發出橢圓偏振光（扭曲光），且亮度比之前的方法亮100倍。這一新設計有助於增進人們對基礎物理的理解，併為機器人視覺系統和其他尖端技術應用鋪平道路。

據研究人員介紹，扭曲光可以使用與有百年曆史的愛迪生燈泡（燈絲燈泡）相同的技術來製造。扭曲光在空間中以螺旋狀路徑傳播。這種被稱為“手性”的特性，可以根據物體發射或反射的獨特光扭曲來區分物體。扭曲光在先進的成像和傳感技術中很重要，可以幫助自動駕駛汽車或機器人區分周圍物體。

傳統上，由於亮度低，產生扭曲光一直很困難。此次，研究人員通過重新審視一個經典概念——黑體輻射解決了這個問題。

物理學的基本法則表明，所有物體只要温度高於絕對零度都會釋放光子。然而，一些物體會吸收與其釋放的數量相同的光子，這一現象被稱為黑體輻射。

黑體輻射通常發出寬光譜的光，在人眼看來是白色的。然而，發射器在微觀或納米尺度上的形狀可以改變光的偏振，也就是其振盪方向。研究人員發現，當發射器以與發射光波長相當的尺度扭曲時，產生的黑體輻射會變成手性輻射，光子也會扭曲。

研究人員稱，這是首次製造出如此明亮的扭曲光。他們設想，利用扭曲光技術，機器人和自動駕駛汽車將配備像螳螂蝦一樣具有視覺能力的傳感器，可以區分不同類型的扭曲光。例如，可以利用不同材料發出的獨特光線扭曲以識別障礙物或生物。

這種扭曲光還具有改善其他成像技術的潛力，比如更精確的醫療診斷和材料科學圖像，對於通信系統的改進同樣意義重大。