扭曲的爱迪生：明亮的椭圆偏振白炽灯

摘要：密歇根大学的研究人员发现，用类似于爱迪生灯泡的技术可以产生明亮、扭曲的光。这一发现为基础物理学增加了细微差别，同时为机器人视觉系统和其他在空间中追踪螺旋的光的应用提供了新的途径。

在微米和纳米尺度上卷曲的细丝，产生的光波在传播过程中会旋转。

密歇根大学的研究人员发现，用类似于爱迪生灯泡的技术可以产生明亮、扭曲的光。这一发现为基础物理学增加了细微差别，同时为机器人视觉系统和其他在空间中追踪螺旋的光的应用提供了新的途径。

“当用电子或光子发光等传统方式产生扭曲的光时，很难产生足够的亮度，”密歇根大学化学工程助理研究员、本周《科学》杂志封面上这项研究的第一作者陆军（音译）说。

“我们逐渐注意到，我们实际上有一种非常古老的方法来产生这些光子 —— 不依赖于光子和电子激发，而是像爱迪生发明的灯泡一样，”他补充说。

每一个有热量的物体，包括我们自己，都在一个与其温度相关的光谱中不断地发射光子（光的粒子）。当物体的温度与其周围环境相同时，它也会吸收等量的光子 —— 这被理想地称为“黑体辐射”，因为黑色会吸收所有的光子频率。

虽然钨丝灯泡（白炽灯）的灯丝比它周围的环境要热得多，但定义黑体辐射的定律 —— 普朗克定律 —— 提供了一个很好的近似它发出的光子光谱。所有可见光子加在一起看起来就像白光，但是当你把这些光穿过棱镜时，你可以看到其中不同光子组成的彩虹。

这种辐射也是你在热图像中显得明亮的原因，但即使是室温的物体也在不断地发射和接收黑体光子，使它们也隐约可见。

通常，发射辐射的物体的形状没有得到太多的考虑 —— 在大多数情况下（在物理学中经常如此），物体可以被想象成一个球体。但是，虽然形状不会影响不同光子的波长光谱，但它可以影响不同的特性：它们的偏振。

通常来自黑体源的光子是随机极化的 —— 它们的波可以沿任何轴振荡。新的研究表明，如果发射器在微纳米尺度上被扭曲，每次扭曲的长度与发射光的波长相似，黑体辐射也会被扭曲。光中扭曲的强度，或其椭圆偏振，主要取决于两个因素：光子的波长与每次扭曲的长度有多接近，以及材料的电子特性 —— 在这种情况下是纳米碳或金属。