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中美研究人員27日報告說，他們在根據光線的傳播方向控制光流方面取得重要突破，這一成果將有望推動光伏電池、光學探測系統等領域的發展。

由麻省理工學院和浙江大學研究人員共同參與的這一研究報告發表在美國《科學》雜志上。研究報告第一作者、麻省理工學院的沈亦晨說，在基礎光學領域，一束光通常可以由三個特性來定義：與波長相關的顏色、極化和傳播方向。多年來，根據顏色和極化有選擇地過濾光已經得到長足發展和廣泛應用，比如利用有色玻璃選擇性透過某種光，或戴極化眼鏡看立體動感電影，但根據傳播方向控制光流卻仍是一個有待解決的問題。

本次研究通過運用名為“布魯斯特角”的光學理論，設計出了一種新材料。新材料呈多層結構，由兩種不同的極薄材料交替疊加而成，且每層厚度都被精確控制。在這種材料中，光線只能夠沿著某一個特定方向傳播，在其他方向傳播的光線都會被材料反射。

沈亦晨介紹說，這一成果可能在能源領域尤其是光伏電池方面有著廣闊應用前景。比如用在光伏電池上，可以通過有選擇性透過太陽光，同時抑制其他角度的反射與熱輻射，大幅提高光伏電池的工作效率。

此外，這項成果在天文望遠鏡、顯微鏡和照相機等光學探測系統中也很有用處。他舉例說，當照相機被用來逆光拍攝一個比較暗淡的物體時，如果周圍的背景光線很強，相機將很難清晰捕捉被拍攝的物體。“然而，如果我們能夠讓照相機只選擇性接受被拍攝物體方向的光線，那么上述問題就可以被有效解決了。”

（來源：科學）