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我校學者首次在Nature Photonics上發表論文
作者:admin 來源:電子信息學院 時間:2019-10-08 點擊量:12268

      10月7日,我校電子信息學院彭亮副教授以第一作者第一單位在Nature Photonics(《自然-光子學》)上發表題為“Transverse photon spin of bulk electromagnetic waves in bianisotropic media”的論文。Nature Photonics屬“自然”系列期刊,是光學與應用物理領域的旗艦期刊,其最新影響因子為31.583。彭亮副教授同時是該論文的共同通信作者,第二作者是我校電子信息學院2017級碩士研究生段靈福,我校電子信息學院王高峰教授、以及來自浙江大學和英國伯明翰大學等的研究學者為論文共同作者。 

       自旋是光子的基本屬性之一,其表現為電磁波的電場或磁場量隨時間發生旋轉。通過操控光子自旋,可以實現光子的定向輻射、定向吸收、定向導波、極化檢測與轉換、模式選擇等,因而在光通信、光芯片、光器件等方面具有潛在的廣泛應用。

       在本項工作中,研究團隊首先將等離子體激元表面態的波動行為與均勻媒質中的體態波動行為進行數學形式上的映射;對具有橫向自旋的電磁場所具有的對稱性的嚴格分析,從理論上證明了引入磁電正交耦合是在互易、無耗媒質中激發標準橫向自旋光子的唯一途徑;并通過實驗驗證了相關結論。其次,研究團隊通過散射實驗論證了橫向自旋光子體態的自旋動量鎖定特性,見圖1所示。再次,研究團隊創新地提出,若兩種均勻媒質的光子體態具備相向的橫向自旋屬性,則在這兩種媒質的交界面上將出現橫向自旋相抵消的現象,進而激發出無自旋特性的線性極化邊界態,這也是首次發現的無自旋的電磁波表面態,見圖2。深入研究表明,通過調整兩種超構材料的平面內取向,可有效調節橫向自旋抵消的程度,從而對表面態的色散實現操控,如實現零折射率導致的魯棒傳態。

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圖1. a,橫向自旋光子體態的散射實驗示意圖;b,橫向自旋光子體態對入射光子態表現出強的自旋選擇性。


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圖2. a,兩媒質邊界上的自旋抵消與線性極化邊界態;b,自旋抵消調節與邊界態的色散調控。


       近年來,在學校領導和職能部門的大力支持下,我校圍繞雙一流建設和省重點高校建設,不斷加大人才引進力度和人才隊伍建設,在高水平論文“量”和“質”上雙雙取得較大突破。以電子信息學院為例,2016年到2018年,SCI論文數增長71%,其中IEEE Trans. 和影響因子10以上的重量級論文共36篇。(電子信息學院)

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