据外媒报道，美国密歇根大学（University of Michigan）的研究人员发现，通过采用类似于爱迪生灯泡的技术原理，可以打造明亮的扭曲光。该研究发现为基础物理学带来了新见解，还为机器人视觉系统以及其他在空间中追逐螺旋光的应用开辟了新途径。

扭曲光（图片来源：密歇根大学）

密歇根大学化学工程系副研究员兼该研究的第一作者Jun Lu表示：“采用传统方法，如通过电子或光子的激发来产生扭曲光时，往往很难实现足够的亮度。我们逐渐意识到，实际上有一种非常古老的方法可用于产生此类光子，不是依赖于光子和电子激发，而是类似于爱迪生研发灯泡时采用原理。”

任何有热量的物体，包括人类自己，都在与其温度相对应的光谱中，持续不断地发射光子（即光的量子）。当物体与周围环境的温度相同时，其自身也会吸收相同数量的光子。此种现象称为“黑体辐射”，因为黑色可以吸收所有的光子频率。

虽然钨丝灯泡灯丝的温度远高于其周围环境，但根据定义黑体辐射的定律，普朗克定律（Planck’s law），提供了一个近似其发出的光子的光谱。所有可见光子一起会呈现出白光效果，然而当光线通过棱镜时，可以观察到由不同光子组成的彩虹。

此种辐射也是热成像照片中物体显得明亮的原因。即使在室温下，物体也在持续发射和接收黑体光子，因此导致其隐约可见。通常情况下，发射辐射的物体形状在研究中并没有受到很多关注，对于大多数应用场景（如物理学中常见的场景），可以将该物体想象成一个球体。但是，尽管物体形状并不会影响不同光子的波长光谱，却对光子的偏振特性产生影响。

通常而言，来自黑体光源的光子呈随机偏振状态，即其光波沿着任意轴振动。该项新研究表明，当发射器在微米或纳米尺度上发生扭曲，并且每次扭曲的长度与发射出的光的波长相近时，黑体辐射也会被扭曲。光的扭曲程度，即其椭圆偏振强度，取决于两个主要因素：一是光子的波长与每次扭曲的长度的相近程度；二是该材料的电子特性，在该场景下，则是纳米碳或金属的电子特性。

扭曲光，亦称为“手性光（chiral）”，因为顺时针旋转和逆时针旋转的光互为镜像。该项研究旨在证明：利用手性黑体辐射来识别物体。密歇根大学研究团队设想，未来的机器人和自动驾驶汽车能够像螳螂虾一样“看”东西，能够区分不同旋转方向和扭曲程度的光波。

研究人员表示：“此类研究成果对于自动驾驶汽车等非常重要，可让其区分鹿与人的区别，因为鹿毛与人类衣物纤维的扭曲不同，因此尽管两者发出的光的波长相似，扭曲程度却不同。”

尽管该方法的主要优势在于其产生的光的亮度比其他方法高出100倍，但此种光的波长光谱很广，扭曲光的光谱也很广。该团队对此提出了解决方案，其中包括探索打造一种依赖于扭曲光发射结构的激光器。

研究人员还计划深入探索红外光谱。室温下，黑体辐射的峰值波长约为10000纳米或0.01微米。该光谱范围内有很多噪音，但通过利用光的椭圆偏振特性，或许可以增强对比度。