美國馬薩諸塞州坎布里奇市麻省理工學(xué)院的研究人員們首次設(shè)計(jì)出了一種僅根據(jù)光的傳播方向(而非頻率)對(duì)光進(jìn)行選擇性過濾的系統(tǒng)。研究小組的成員們認(rèn)為，這種技術(shù)可能最終用在從太陽能光電板到顯示屏防窺片的一系列技術(shù)裝置中(《科學(xué)》，doi:10.1126/science.1249799)。

此系統(tǒng)背后的原理是布儒斯特角—即在所指定透明材料上能使特定的偏振光完全透射而不發(fā)生反射的入射角。原則上，這將使得系統(tǒng)在整個(gè)頻率范圍內(nèi)只能從這個(gè)入射角透射p偏振光。但為了讓此系統(tǒng)能運(yùn)行，還需要找到一種途徑，使來自其它方向的光實(shí)現(xiàn)由頻率決定的部分透射。

通過利用第二種變量即超薄光子晶體的特性，麻省理工學(xué)院研究小組的Yichen Shen、Marin Soljacˇic＇和其他 4 名成員達(dá)到了上述目的。這類晶體的帶隙能阻止光線在給定的頻率范圍內(nèi)從除布儒斯特角以外的其它入射角傳播。

通過將這些“一維”光子晶體結(jié)合到一個(gè)84層的堆棧中，并調(diào)節(jié)各層之間的帶隙重疊度，研究小組能夠針對(duì)除布儒斯特角以外的其它入射角拓寬整個(gè)樣品的有效帶隙，以保證光線在寬帶頻譜范圍內(nèi)從布儒斯特角入射實(shí)現(xiàn)完美透射，同時(shí)關(guān)閉源自其它入射角的光透射。其結(jié)果是得到了一個(gè)對(duì)從55%入射角入射的p偏振光而言透明度高達(dá)98%、但對(duì)全可見光波段內(nèi)以其它入射角入射的光來說僅像一面鏡子一樣的樣品。