彩虹是光線在進(jìn)出水滴時(shí)彎曲或折射而形成的。光的彎曲程度取決于光的顏色，從而白光被分離成美麗的光譜。折射率是光學(xué)工程師用來控制光的工具之一，它描述了光與物質(zhì)之間的相互作用。

最近，折射率消失的材料在科學(xué)和工程界引起了極大的興趣。這些材料被稱為epsilon near zero（ENZ，ε接近零）材料，在小物體成像、探測(cè)目標(biāo)分子（如爆炸物、有毒化學(xué)物質(zhì)、污染物）的微小濃度以及實(shí)現(xiàn)新一代光學(xué)器件和電路方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。

圣母大學(xué)的一個(gè)研究小組與德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校、康奈爾大學(xué)和麻省大學(xué)洛厄爾分校的研究人員合作，展示了ENZ材料的光學(xué)特性是如何被設(shè)計(jì)來改進(jìn)光學(xué)器件的。他們的工作使用了許多在工業(yè)上用于高功率電子器件的相同材料，有一天可以將這種新穎的光學(xué)行為集成到光學(xué)器件中。

光學(xué)設(shè)備產(chǎn)生、操縱或測(cè)量電磁輻射光，包括可見光和不可見光。眼鏡和相機(jī)鏡頭、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡、激光器、發(fā)光二極管和太陽能電池都是常用光學(xué)設(shè)備的例子，這些設(shè)備已經(jīng)被開發(fā)出來幫助人們看到和感知世界。每種設(shè)備都以不同的方式利用了折射率這一特性。

研究小組在最近發(fā)表在《光學(xué)快報(bào)Optics Express》上的一篇論文中分享了研究結(jié)果。

“許多分子在中紅外光譜區(qū)有振動(dòng)模式，這些振動(dòng)可以用來檢測(cè)它們，”電氣工程博士生、論文主要作者Irfan Khan說，“我們使用ENZ材料耦合到一種特殊的光學(xué)模式，稱為Berreman模式，在目前工業(yè)上使用的半導(dǎo)體材料中設(shè)計(jì)特定的光學(xué)響應(yīng)�！�

電氣工程副教授兼項(xiàng)目負(fù)責(zé)人安東尼•霍夫曼（Anthony Hoffman）表示，利用半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì)這些新型光學(xué)模式是將ENZ材料融入未來光學(xué)器件和電路的關(guān)鍵一步。

ENZ材料易于獲得，制造簡(jiǎn)單，在很小的規(guī)模上運(yùn)行良好，這也使其成為各種應(yīng)用的理想材料。

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