中美研究人員3月27日報告說，他們在根據(jù)光線的傳播方向控制光流方面取得重要突破，這一成果將有望推動光伏電池、光學(xué)探測系統(tǒng)等領(lǐng)域的發(fā)展。

      由麻省理工學(xué)院和浙江大學(xué)研究人員共同參與的這一研究報告發(fā)表在美國《科學(xué)》雜志上。研究報告第一作者、麻省理工學(xué)院的沈亦晨說，在基礎(chǔ)光學(xué)領(lǐng)域，一束光通常可以由三個特性來定義：與波長相關(guān)的顏色、極化和傳播方向。多年來，根據(jù)顏色和極化有選擇地過濾光已經(jīng)得到長足發(fā)展和廣泛應(yīng)用，比如利用有色玻璃選擇性透過某種光，或戴極化眼鏡看立體動感電影，但根據(jù)傳播方向控制光流卻仍是一個有待解決的問題。

      本次研究通過運(yùn)用名為“布魯斯特角”的光學(xué)理論，設(shè)計出了一種新材料。新材料呈多層結(jié)構(gòu)，由兩種不同的極薄材料交替疊加而成，且每層厚度都被精確控制。在這種材料中，光線只能夠沿著某一個特定方向傳播，在其他方向傳播的光線都會被材料反射。

      沈亦晨介紹說，這一成果可能在能源領(lǐng)域尤其是光伏電池方面有著廣闊應(yīng)用前景。比如用在光伏電池上，可以通過有選擇性透過太陽光，同時抑制其他角度的反射與熱輻射，大幅提高光伏電池的工作效率。

      此外，這項(xiàng)成果在天文望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡和照相機(jī)等光學(xué)探測系統(tǒng)中也很有用處。他舉例說，當(dāng)照相機(jī)被用來逆光拍攝一個比較暗淡的物體時，如果周圍的背景光線很強(qiáng)，相機(jī)將很難清晰捕捉被拍攝的物體。“然而，如果我們能夠讓照相機(jī)只選擇性接受被拍攝物體方向的光線，那么上述問題就可以被有效解決了。”