深圳大學(xué)袁小聰團(tuán)隊(duì)在自旋光子學(xué)領(lǐng)域取得重要成果
近日,深圳大學(xué)袁小聰教授團(tuán)隊(duì)的納米光子學(xué)研究中心在自旋光子學(xué)領(lǐng)域取得了重要原創(chuàng)成果,于2月1日在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊美國(guó)科學(xué)院院報(bào)上發(fā)表文章。該成果在光學(xué)計(jì)量、光學(xué)傳感、光學(xué)存儲(chǔ)和量子信息處理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 自惠更斯和愛(ài)因斯坦的前瞻性工作以來(lái),光被廣泛認(rèn)可其具有波粒二象性。其中,光的波動(dòng)特性體現(xiàn)在光具有振幅、相位、偏振等自由度。所有經(jīng)典的光波動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象,包括傳播、色散、散射、衍射、干涉、和物質(zhì)相互作用等,都源于光場(chǎng)的波動(dòng)特性并可以用麥克斯韋方程組來(lái)描述。此外,光具有粒子特性,因此也具有動(dòng)量、自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量自由度。一般來(lái)說(shuō),光學(xué)自旋角動(dòng)量與左右旋圓偏振光相關(guān)聯(lián),且其方向與光場(chǎng)傳播方向相平行,因此可以看作縱向自旋。 近年來(lái),通過(guò)對(duì)近場(chǎng)光場(chǎng)的深入研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了另一種自旋矢量的方向與光場(chǎng)傳播方向垂直的自旋形態(tài):橫向自旋。橫向自旋廣泛存在于結(jié)構(gòu)光場(chǎng)中,且具有單向性激發(fā)和散射的特性,在傳感、納米計(jì)量和魯棒性的單向輻射量子器件等應(yīng)用領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。同時(shí),對(duì)橫向自旋的研究拓展了光學(xué)自旋軌道相互作用理論的范疇,開(kāi)拓了自旋光學(xué)一個(gè)新的研究領(lǐng)域。但是長(zhǎng)久以來(lái),基于橫向自旋的理論研究,仍存在一些尚待解決的問(wèn)題,比如橫向自旋的產(chǎn)生機(jī)理和橫向自旋的界定,從而限制了橫向自旋光學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。 針對(duì)橫向自旋的研究,深圳大學(xué)納米光子學(xué)研究中心研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究近場(chǎng)光場(chǎng)的光學(xué)自旋軌道耦合,發(fā)現(xiàn)了對(duì)于任意限制光場(chǎng)都適用的內(nèi)秉的光學(xué)自旋動(dòng)量定律。 |