爱迪生同款：新型白炽灯泡能够发出椭圆偏振光!亮度增加100倍！

要点快读

美国密歇根大学的研究人员开发了一种新型白炽灯泡。凭借灯丝本身的精密设计，这款灯泡能够发出椭圆偏振光（扭曲光），且亮度比之前的方法亮100倍。这一新设计有助于增进人们对基础物理的理解，并为机器人视觉系统和其他尖端技术应用铺平道路。

↓ 发光灯泡中的扭曲灯丝。图片来源：美国密歇根大学

密歇根大学-椭圆偏振光（扭曲光）

日前，美国密歇根大学的研究人员开发了一种新型白炽灯泡，凭借灯丝本身的精密设计，这款灯泡能够发出椭圆偏振光（扭曲光），且亮度比之前的方法亮100倍。这一新设计有助于增进人们对基础物理的理解，并为机器人视觉系统和其他尖端技术应用铺平道路。

这种新设计有可能彻底改变光学和光子学。

通过以这种方式改变光源的偏振特性，模仿自然界中像螳螂虾样复杂且专门化的视觉系统。与人类只有三种视锥细胞（红色、绿色和蓝色）相比，螳螂有 12 种视锥细胞，因此它们可以看到所有颜色，包括紫外线和红外线的部分光谱。甚至可以检测到圆偏振光。所有这些优秀的视觉信息使它们成为出色的水下猎手。

爱迪生同款-白炽灯泡专利历史

据研究人员介绍，扭曲光可以使用与有百年历史的爱迪生灯泡（灯丝灯泡）相同的技术来制造。扭曲光在空间中以螺旋状路径传播。这种被称为“手性”的特性，可以根据物体发射或反射的独特光扭曲来区分物体。扭曲光在先进的成像和传感技术中很重要，可以帮助自动驾驶汽车或机器人区分周围物体。

白炽灯无疑改变了人类文明。随着灯泡的出现，人们突然可以工作和娱乐到深夜，而不需要依靠明火来照明。

英国人斯旺花了28年发明出了碳丝通电的灯泡并获得英国专利。

1874年，加拿大的两名电气技师在斯旺之前申请到了“真空”电灯的专利，他们在玻璃泡里充入氮气，制造“真空”环境，然后通电使其中的碳杆发光，这项专利很快被卖给了拥有2000+件专利的“发明大王”爱迪生。

爱迪生拿到灯泡的专利后，做了上千次实验，终于在1880年制造出了能够持续发亮1200个小时的碳丝白炽灯，是当时最好的电灯泡。当爱迪生拿着自己的灯泡跑去申请专利时，美国专利局判爱迪生的碳丝白炽灯发明落于人后，专利无效。

为了解决这个问题，极有商业头脑的爱迪生通过商业手腕和官司诉讼先后从戈贝尔的遗孀和斯旺等人手中将电灯的专利买了下来，成为了最终的灯泡“发明者”。

扭曲灯泡原理

物理学的基本法则表明，所有物体只要温度高于绝对零度都会释放光子。然而，一些物体会吸收与其释放的数量相同的光子，这一现象被称为黑体辐射。

黑体辐射通常发出宽光谱的光，在人眼看来是白色的。然而，发射器在微观或纳米尺度上的形状可以改变光的偏振，也就是其振荡方向。

黑体辐射的电磁波谱只取决于黑体的温度。任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体—— 黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体.

研究人员发现，当发射器以与发射光波长相当的尺度扭曲时，产生的黑体辐射会变成手性辐射，光子也会扭曲。

研究人员称，这是首次制造出如此明亮的扭曲光。他们设想，利用扭曲光技术，机器人和自动驾驶汽车将配备像螳螂虾一样具有视觉能力的传感器，可以区分不同类型的扭曲光。例如，可以利用不同材料发出的独特光线扭曲以识别障碍物或生物。

这种扭曲光还具有改善其他成像技术的潜力，比如更精确的医疗诊断和材料科学图像，对于通信系统的改进同样意义重大。

对于新型白炽灯泡！你有什么看法呢？欢迎在评论区留言分享你的观点。