天線通過從空中捕獲無線電波，并將電磁輻射能量轉(zhuǎn)換為電信號，為現(xiàn)代通訊提供信息。當(dāng)然，它們也可以將電信號轉(zhuǎn)換為無線電波。如果沒有天線，無法想象當(dāng)今世界將會變成什么樣子。現(xiàn)在，美國圣母大學(xué)（University of Notre Dame）電氣工程系副教授Anthony J. Hoffman等光學(xué)工程師和科學(xué)家，正在努力利用這些器件來控制光，而不僅是無線電波。

Hoffman副教授一直致力于下一代紅外光材料、技術(shù)和器件的研發(fā)。紅外光經(jīng)常與夜視聯(lián)系在一起，在光學(xué)傳感和探測領(lǐng)域用途廣泛。光學(xué)天線能夠使工程師控制光與材料的相互作用，并將光定位到亞波長尺寸，用于目前的許多納米級器件。

據(jù)報道，最近在Advanced Optical Materials上發(fā)表的題為《近零介電常數(shù)材料（Epsilon-Near-Zero, ENZ）上的單色多模天線》的論文，介紹了一類特殊的光學(xué)材料，可以大幅改變光學(xué)天線的特性。這種“控制”特性，為設(shè)計光學(xué)天線的新方法打開了大門。

Hoffman及該論文共同作者圣母大學(xué)電氣工程專業(yè)的研究生Kaijun Feng、Junchi Lu和Owen Dominguez，利用近零介電常數(shù)材料設(shè)計、制造和驗證了這種光學(xué)天線。

近零介電常數(shù)材料由于它們的介電常數(shù)幾乎為零，因此產(chǎn)生的相位變化小的電磁場，展現(xiàn)了很多獨特的現(xiàn)象，例如亞波長限制，任意波前控制和增強的光物質(zhì)相互作用，以及光譜選擇性吸收和熱發(fā)射。在近零介電常數(shù)材料上構(gòu)建光學(xué)天線，使該團隊能夠設(shè)計并演示了一種新型的多模、近乎單色的光學(xué)天線，可用于傳感、成像、紅外光電和熱發(fā)射控制應(yīng)用。此外，它還提供了構(gòu)建新型光學(xué)器件的潛力。

Hoffman是納米科學(xué)與技術(shù)中心（Center for Nano Science and Technology）成員，他的團隊目前正在努力將他們開發(fā)的光學(xué)天線嵌入半導(dǎo)體器件，以改善光與半導(dǎo)體材料之間的相互作用，從而打造下一代紅外光源。