白炽灯看似老旧过时 但有可能照亮我们的未来
站长云网密歇根大学的研究人员开发出了一种新型白炽灯泡。这种装置能够发出椭圆偏振光，被称为"扭曲"光。"扭曲"（又名"手性"）一词描述的是光的电波在传播过程中顺时针和逆时针旋转，相互映照。相比之下，传统光源发出的是非偏振光或线性偏振光。这听起来很奇怪，但这种新设计有可能改变光学和光子学。
灯泡产生这种扭曲形式的偏振光是由于灯丝本身的复杂工程。通过在钨丝结构中加入微米级和纳米级的扭曲，光波继承了螺旋形状，从而有效地实现了椭圆偏振。
以这种方式改变光的偏振特性模仿了自然界中的一些现象，比如螳螂虾令人难以置信的复杂而专业的视觉。螳螂虾拥有12种感光器（而人类只有红、绿、蓝三种），可以看到所有颜色，包括部分紫外线和红外线光谱。它们甚至能探测到圆偏振光。所有这些出色的视觉信息使它们成为致命的水下猎手（更不用说它们的拳头比人类硬100倍，但这是另一个故事，另一个时间）。
我们都听说过偏光太阳镜，大家普遍认为偏光太阳镜比非偏光太阳镜更好。是也不是，这取决于您的用途。
偏振光是沿特定方向摆动的光波。直射阳光通常会向各个方向散射，但当阳光照射到水面时，光线会线性反射，光波会以基本均匀的方式从水面传到你的眼睛，使你的眼睛看起来更亮或更刺眼。水的玻璃度越高或水面的反射率越高，偏振就越均匀地直接进入你的眼球。这就是为什么偏光太阳镜在海滩、湖边或开车时效果更好的原因。
下一次，当您戴上偏光太阳镜时（偏光太阳镜通常是为水平偏振光设计的），请看一下反光的窗户，然后将您的头侧向90度，您就会看到它们是如何工作的。
不过，说回这项新颖的老技术为什么很酷......如前所述，某些动物对偏振光很敏感。蜜蜂、蚂蚁和鸟类等利用偏振光导航。八爪鱼、鱼类等利用它来捕食或躲藏。这样的例子不胜枚举。
这种扭曲光技术最有前途的用途之一是用于机器人视觉系统，使机器人能够看到与这些特殊动物类似的光谱。
椭圆偏振光能提供更多层次的信息，因此能比散射光更好地提高机器人解读环境的能力。例如，它可以通过提供更多对比度来提高物体检测和表面纹理识别能力。如果你曾经使用过自动对焦相机，但却无法对准平淡无奇的物体，这通常是因为对比度不够，传感器无法分辨物体的距离。
机器人视觉系统看得越清楚，自主导航或机器学习等活动的效果就越好。扭曲的光线就像在一个物体上投射了一个三维网格，机器人视觉系统可以更精确地绘制出这个物体。
"例如，这些发现对于自动驾驶汽车分辨鹿和人类的区别可能非常重要，因为鹿的皮毛卷曲度与我们的布料不同，所以鹿发出的光波长相似，但螺旋度不同，"国家科学基金会复杂粒子和粒子系统中心主任、教授尼古拉斯-科托夫（NicholasKotov）说。
撇开机器人技术不谈，这种光线还有可能改善其他成像技术，如更详细的医疗诊断和材料科学图像。
通信系统的改进也同样重要。偏振光已被用于光纤和数据传输，以便在一条线路上传输更多数据。能够如此精确地控制偏振光，可以在现有基础设施上提供更多通道，使数据传输速率更快、更安全。
在发光二极管时代，白炽灯看似老旧过时，但却重新找到了用途，有可能照亮我们的未来。不过，先别从柜子里翻出你的百年灯泡，还有更多的工作要做。
踩一下[0]
顶一下[0]