(A) Diagramme schématique de la lumière vortex et (B) des structures chirales de détection de lumière polarisée circulairement. (C) Contraste des régions de réponse de diffusion différentielle de dichroïsme circulaire et de vortex. (D) Relation de correspondance de taille entre la lumière du vortex et la structure lorsqu'un signal chiral fort est généré. (E) Diagramme schématique de l'interaction entre la lumière vortex et les structures chirales. Crédit :NI Jin
Récemment, le Laboratoire de Micro et Nano Ingénierie, École des sciences de l'ingénieur, L'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) a fait d'importants progrès dans le domaine de la recherche sur la détection de la chiralité structurelle à l'aide de la lumière vortex, et a découvert que le moment angulaire orbital des photons peut détecter efficacement le signal optique chiral des structures.
La réalisation a été publiée dans la revue internationale PNAS .
Les structures chirales sont largement présentes dans la nature, telles que les structures en double hélice d'ADN, vrilles et coquilles végétales. En plus d'observer la géométrie des objets, leur chiralité se distingue également par l'interaction de la lumière avec la matière. Par exemple, la détection des spectres de dichroïsme circulaire peut être réalisée en étudiant la réponse optique différente des structures à la lumière polarisée circulairement à spin gauche et à droite par l'interaction du moment angulaire de spin photonique avec la matière.
De la même manière, peut photon moment angulaire orbital, qui a également des caractéristiques chirales, être utilisé pour détecter des structures chirales et comment obtenir le signal de réponse optique significatif ?
Pour répondre aux questions scientifiques ci-dessus, l'équipe a découvert que la lumière du vortex contient une phase hélicoïdale (moment angulaire orbital du photon) qui peut interagir avec la microstructure chirale pour produire une diffusion différentielle importante du vortex en faisant correspondre la taille du faisceau et la structure chirale.
Il a été constaté que la région de la taille de la structure par rapport à la longueur d'onde opérationnelle où se trouve le pic de diffusion différentielle du vortex se situe dans une région auparavant inexplorée par la réponse de dichroïsme circulaire et permet une détection de lumière monochromatique.
Le travail étudie également la relation entre le spectre de diffusion par différence de vortex et la géométrie de la structure hélicoïdale, ainsi que les moyens d'améliorer le signal de détection des molécules chirales.
Cette technique devrait fournir une nouvelle méthode de détection dans le domaine des études d'interaction lumière-matière chirales ultérieures.
