电磁手性：从基本原理到手性光学

对映选择性的光学力和扭矩有助于光驱动的手性物体的捕获、推动、拉动、引导甚至分类。这些手性光学操纵方法可以应用于控制目标，从微小的人造物体到分子以及固体，液体或气体物体。手性光学的力和转矩很弱，为了适用于涉及控制更大和更重物体的实际应用，可以使用表面等离激元极化子来增加力和转矩。

4.手性物质与螺旋电磁场之间的相互作用

本节作者主要说明了OAM如何与圆极化相关，以及它如何与手性对象相互作用。SAM（自旋角动量）和手性对象之间的相互作用可以在偶极子描述中得到证明。然而，在偶极近似中，带有OAM的光是否与手性物体相互作用的问题一直存在争议。

图5 螺旋二色性：携带l = + 1（蓝色）的OAM的光与手性对象的相互作用较弱，而l= −1（粉红色）的光则强烈地相互作用并被吸收

]螺旋二色性：近年来，作为圆二色性的类似物，螺旋二色性或OAM二色性已被定义为与手性物体相互作用的相反扭曲的光束的透射或吸收差异。手性对象与一个OAM状态强烈地相互作用，而与相反的状态几乎不相互作用。这些光-物质相互作用的不同强度导致不同的吸收（图5）。螺旋二向色性在理论上已得到和实验证明，还提出了使用OAM用光捕获手性物体的可能性。

理解从光到手性物体的OAM转移可以加深我们对手性物质相互作用的理解，并且可以实现实际应用，包括对映异构体的感测和分子手性的检测。

文章结尾，作者表达了手性光学的传统概念需要扩展的观点，而牢固的理论背景对于解释复杂的手性效应背后的机理是必不可少的。这样我们就可以用理论上可靠的方式帮助指导手性光学现象的研究和应用。同时作者还预计机器学习的概念将被用于具有所需光学性质的手性结构的自动设计和优化，促进手性光学平台的应用。

文章信息：Mun, J., Kim, M., Yang, Y. et al. Electromagnetic chirality: from fundamentals to nontraditional chiroptical phenomena. Light Sci Appl 9, 139 (2020).

论文地址：https://doi.org/10.1038/s41377-020-00367-8