以電漿子實現奈米光雕: 奈米發射器、超掌性、及可變辨識手性之光學力

能於奈米尺度雕塑光的特性是邁向全面操控光與分子交互作用的重要象徵。透過與電漿子近乎無繞射極限的交互作用下，光的一些性質如波長、強度、相位等可以輕易地被操控。然而，欲在奈米尺度隨心所欲地操控光的偏振態至今仍是一大挑戰，更被大家視為是全面操控與增強光子與分子間交互作用的最後一哩路。這也呼應了法拉第所言:「偏振光是探索分子狀態最精巧而細緻的研究者」。我們計畫在這個三年計畫中，建立寬頻、波長及偏振態可調之奈米光源；研究超掌性現象；並基於波導光流道技術建構可同時辨識手性之超掌性電磁場及可分離手性分子之光學力。需要的研究方法包含:1.電漿子三聚體製程；2.超解析四波混合光譜/顯微術；3. 基於圓錐折射之測偏振術；4.廣義多粒子米氏散射模擬；5. 光流道技術。其中上述1 和2 項技術已在實驗室自我建立完成且已有相關論文發表。第3 和4 項技術已完成模擬，並預期實驗結果。未來需建置實驗平台驗證。至於第5 項技術，目前已有利用光學力推動介電質與金屬球之初步實驗成果。未來將延伸此一平台實現掌性辨識及手性分子分離。為了改善功率不穩定，我們擬購置一雷射光源，替換目前功率持續衰減已使用近十年(一萬小時以上)之綠光雷射。此外，為了減低樣品因加熱被變形破壞的效應，我們擬購置一低溫恆溫器。盼能透過這些儀器的支援，大幅改良實驗條件的穩定性及環境控制。我們希望上述實驗目標能夠達成，對科學界有所貢獻，特別是生物標記、藥物分子手性鑑定、及鏡像異構物之分離等應用。