圆偏振光与线偏振光

圆偏振光与线偏振光

偏振光的探测在多个领域如遥感探测、环境监测以及信息加密传输等都有着极其重要的应用价值,因为它能有效地提高细节的可见性。区分左圆偏振光(LCP)和右圆偏振光(RCP)是一项具有重大科学意义的挑战。

为了应对这一挑战,研究团队设计了一种利用圆偏振光照射手性金纳米膜通道以驱动离子传输的方法,实现了对偏振光的高灵敏检测。具体来说,他们首先制备了手性金纳米膜通道,并将其连接到电化学装置两侧的离子溶液中。在金纳米膜的一侧放置激光器,通过偏振片和1/4波片调制圆偏振光,然后监测离子电流-时间变化趋势,从而建立对入射光偏振度的高灵敏检测方法。研究团队发现光电流信号与光的偏振特性之间存在明显的关联。

为了优化检测效果,团队对金纳米膜的厚度进行了调整,分别制备了3层、5层和10层的手性金纳米膜。实验结果显示,LCP和RCP之间的光电流比值可以达到2.41倍。他们通过建立光电流与光偏振度之间的线,实现了对入射光束偏振度的高灵敏检测。值得注意的是,团队构建的手性金纳米膜检测圆偏振光的方法不受光的入射角度影响,在45到90的入射光角度范围内表现出完全一致的光电流结果,显著提高了圆偏振光检测的准确性。

为了深入理解手性金膜区分圆偏振光的机制,团队还联合了密歇根大学、以色列魏茨曼研究所等研究人员进行深入探究。研究发现,在左旋和右旋圆偏振光的照射下,手性金纳米膜被激发的电子数量存在显著差异。金纳米颗粒表面的苯丙氨酸配体形成有机层,有效地抑制了光照下电子的衰减,从而在金纳米膜两侧形成电势差,驱动离子运输产生光电流。


圆偏振光与线偏振光