一项由南开大学青年教师刘海涛与法国科学家菲力浦·拉朗尼(Philippe Lalanne)合作完成的成果，日前发表在著名的英国《自然》(Nature)杂志上。

 

4月10日出版的《自然》杂志以“光学异常透射的微观理论”为题刊文，介绍了这一微纳米光学领域的成果。

 

这篇文章共有两位作者，第一作者是南开大学现代光学研究所的副教授刘海涛，通讯作者是法国国家科学研究中心光学研究所查尔斯·法布里实验室的教授菲力浦·拉朗尼。

 

刘海涛有两个署名单位，分别是法国国家科学研究中心光学研究所查尔斯·法布里实验室和南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室。

 

因为，这项成果是他在“法中科学及应用基金会”(FFCSA)和国家留学基金委(CSC)的共同资助下，在法国进修期间合作产生的。

 

刘海涛2005年博士毕业于清华大学，同年到南开大学光学所任教。2006年10月，他被公派赴法进修，从事博士后研究，菲力浦·拉朗尼教授是他博士后期间的导师。

 

《自然》杂志社2007年9月27日收到该论文的投稿，2008年1月24日接收，4月10日正式发表。

 

巧合的是，刘海涛与菲力浦·拉朗尼所研究的光学异常透射现象，恰是10年前《自然》杂志所首次揭示的。

 

1998年，一组外国科学家通过《自然》首次揭示了纳米金属孔阵列的光学异常透射现象。

 

这些科学家发现，在某些特定波长，光的零级透过率不仅高于孔的面积与一个周期面积的比值，还远高于传统的孔径理论给出的数值。他们还指出，光学异常透射有可能来自金属表面等离子体的共振激发，但是没有坚实的理论支持。

 

此后，对于光学异常透射现象物理机制的解释，一直存在几种不同观点的激烈争论，主要集中在该现象是由金属表面等离子体造成，还是由其它类型的光场引起。

 

而刘海涛和菲力浦·拉朗尼在这篇论文中，提出了一种解释光学异常透射现象的微观理论，调和了之前不同观点的争论。

 

该理论将表面等离子体作为金属孔之间电磁相互作用的唯一媒介，能够预言可见光和近红外波段透射增强的所有主要特征，包括透射谱线形状、透射峰值和极小值点位置、反射谱极小值点和透射谱峰值间的对应关系等，从而能够定量地分析金属表面等离子体和其它类型的光波对光学异常透射的各自作用，大大扩展了人们对这一现象的认识。

 

该理论还将深化人们对纳米金属结构之间电磁相互作用的本质的认识，为此类器件的设计提供理论指导，并促进微纳米光学、光波的电磁场理论、金属表面等离子体物理等相关学科的发展，具有重要的科学与应用价值。

 

创刊于1869年的英国《自然》杂志，是一份在世界范围内举足轻重的综合性学术期刊。

 

这也是半年之内，以南开大学教师为第一作者或通讯作者的论文第二次登上《自然》杂志。2007年11月，《自然》公布了南开大学泰达生物技术学院院长、长江学者王磊课题组与5家国外研究机构合作完成的一项极端微生物学成果。