利用光子轨道角动量表征光致聚合微观手性结构

微观手性结构的可控制备与旋光表征依然是光子学、传感和超材料工程领域的核心挑战。在此，我们展示了一个易于实现且低成本的平台，该平台将数字微镜器件实现的无掩模光刻与毛细作用诱导的自组装相结合，以制备具有确定性手性的聚合物手性微结构，并使用液晶空间光调制器生成涡旋光束，通过螺旋二向色性 (helical dichroism, HD) 对其进行表征。使用标准的 532 nm 激光器，我们对于特征直径约为 15 微米的微结构观察到约 30% 的 HD 信号。基于高分辨率扫描电子显微镜重建的三维几何结构进行的严格时域有限差分模拟，再现了实验 HD 光谱，并证实了结构手性在驱动微分轨道角动量 (orbital angular momentum, OAM) 响应中的作用。相反手性对映体的近镜像对称 HD 光谱，加上无手性对照的消失响应，确立了 OAM 作为一种在微观尺度上稳健且具有空间选择性的手性探针。至关重要的是，制备和表征均依赖于光学实验室中的标准设备，而无需借助飞秒光源、等离激元基底或昂贵的光刻胶。这些结果为 OAM 驱动的手性传感、对映选择性检测和光子逻辑器件开辟了实用途径。