近日，大連理工大學光電工程與儀器科學學院曹暾教授與東南大學崔鐵軍院士團隊蔣衛祥教授等人以及英國伯明翰大學張霜教授，在《Science》合作期刊《Research》上發表重要工作：一種基於超表面的保圓偏法布里-珀羅諧振腔(Fabry–Pérot cavity, FP cavity)增強手性光學信號的創新方法。
手性，是指物體與其鏡像不對稱的性質，在化學和生物醫學領域起著重要的作用。不僅構成生命的大分子，比如蛋白質和DNA等都具有手性，同時手性也決定藥物等化學品的結合方式。然而，由於手性分子的尺寸遠小於電磁波的波長，天然手性分子的手性光學信號響應很弱，需要很高的濃度才能對其進行定性和定量研究。
聚焦上述關鍵科學技術問題，曹暾教授團隊創新性地通過設計超表面結構作為FP諧振腔的反射鏡，使得經超表面反射後的圓偏振光仍能保持其入射時的偏振態。利用一對正交放置的超表面反射鏡構成FP諧振腔，就可以實現腔內圓偏振光偏振態保持不變的循環反射，同時積累手性響應，進而增強腔內手性分子的手性光學信號。其中，超表面反射鏡由金屬網格/電介質/金屬三層結構組成，並採用在微波段手性光學信號響應非常弱的手性介質代替手性分子。理論計算和實驗驗證表明這種新型的保圓偏FP諧振腔極大提高了手性介質的光學活性，使其手性光學信號提高了一個數量級。
值得一提的是，曹暾教授提出的新方法可以直接擴展到可見光、紅外和太赫茲等更高的頻段，為檢測低濃度手性分子提供了新思路。此工作將有力推動生物分子手性快速準確識別與分離技術的發展，為病毒的快速檢測及其治療藥物研發提供技術支撐。
曹暾教授簡介
曹暾，現任光電工程與儀器科學學院副院長，教授、博士生導師。曹暾教授團隊始終面向國家重大需求，長期致力於微納構件及其應用研究。獲省“十百千高端人才引進工程”-百人層次，省“百千萬人才工程”－千人層次，省傑出青年學者，“星海傑青”等人才項目支持。
《Research》是中國科協與美國科學促進會共同創辦世界一流水平科技期刊，是美國《Science》自1880年創刊以來第一本合作期刊。主編(中國)為西北工業大學常務副校長、中科院院士黃維，主編(國際)為美國明尼蘇達大學麥克凱特傑出教授崔天宏。
校對:徐一丹
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