基于非均匀Pancharatnam-Berry相位调控光子自旋霍尔效应

批准号:
11347120
项目类别:
专项基金项目
资助金额:
5.0 万元
负责人:
凌晓辉
依托单位:
学科分类:
A25.基础物理
结题年份:
2014
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
王友文、戴志平、唐振坤
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中文摘要
光子自旋霍尔效应是光学中的基本效应之一,类似于电子系统中的自旋霍尔效应,表现为光子自旋态在空间上的分裂现象。光子自旋霍尔效应是一种弱效应,其诱导的光束自旋分裂值一般在亚波长量级。因此,如何有效地增强光自旋霍尔效应并发展相应的操控方法是自旋光子学的一个重要研究方向。本申请从非均匀Pancharatnam-Berry相位的角度出发,力求系统地建立它与光子自旋霍尔效应的内在联系,提出设计不同的横向折射率梯度来操控这一相位,进而调控光子自旋霍尔效应。研究结果不仅将为操控光子自旋提供一个可行的途径,还将为发展以自旋为基础的新型光子器件提供理论依据。
英文摘要
Photonic spin hall effect (PSHE) is a fundamental effect in optics. It is an analogy of its electronic counterpart, which manifests itself as spatial separation of photon spins. The induced spin-dependent splitting by the PSHE is generally very tiny and of the order of a wavelength. Therefore, how to enhance this tiny effect and develop the relevant ways of manipulation are important contents in spinoptics. Based on the consideration of inhomogeneous Pancharatnam-Berry phase, we would like to build the internal connection between the PSHE and the Pancharatnam-Berry phase, and propose that the different refractive index gradient in the transverse can be employed to manipulate this phase and thereby the PSHE. The results of this research will not only provide a possible method for manipulate the spin of photon, but also pave the way for the future spin-based photonic devices.
根据研究计划,项目组认真开展研究工作,顺利地达到了预期的研究目标。相关研究成果以项目主持人为第一作者在国际权威学术期刊Scientific Reports和Applied Physics Letters发表,并在国际学术会议SPIE/COS Photonic Asia报告了本项目的部分成果。本项目的研究成果主要分为以下两个方面。一方面,我们建立了非均匀Pancharatnam-Berry相位与光子自旋霍尔效应诱导的自旋分裂之间的内在联系,并根据上述结果,设计特定的、空间变化的非均匀超表面,来实现所需的光束自旋分裂,从而实现对光子自旋霍尔效应的调控。另外,我们发现不仅非均匀的各向异性介质,而且偏振具有空间旋转率的光束也可以用于操控Pancharatnam-Berry相位,并且更为方便,能够实现任意形式的自旋分裂和自旋霍尔效应。另一方面,我们发现打破柱矢量光束的旋转对称性,可以观察到内禀的光子自旋霍尔效应,其诱导的光束自旋分裂很大,不需借助弱测量技术就可以直接观测。同时,从几何相位梯度的角度,发展了统一描述两类几何相位与光子自旋霍尔效应之间变换关系的理论,并得出结论,即基于Pancharatnam-Berry相位的光子自旋霍尔效应有可能得到极大地增强。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:--
作者:Ling Xiaohui (凌晓辉);Yi Xunong;Zhou Xinxing;Liu Yachao;Shu Weixing;Luo Hailu;Wen Shuangchun;
通讯作者:
Generation of cylindrical vector vortex beams by two cascaded metasurfaces
通过两个级联超表面生成圆柱矢量涡旋光束
DOI:10.1364/oe.22.017207
发表时间:2014-07-14
期刊:OPTICS EXPRESS
影响因子:3.8
作者:Yi, Xunong;Ling, Xiaohui;Wen, Shuangchun
通讯作者:Wen, Shuangchun
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Liu Yachao;Ling Xiaohui (凌晓辉);Yi Xunong;Luo Hailu;Wen Shuangchun
通讯作者:Wen Shuangchun
Realization of tunable photonic spin Hall effect by tailoring the Pancharatnam-berry phase.
通过定制 Pancharatnam-Berry 相实现可调谐光子自旋霍尔效应
DOI:10.1038/srep05557
发表时间:2014-07-03
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Ling X;Zhou X;Shu W;Luo H;Wen S
通讯作者:Wen S
span style=font-family:; new= times= roman,serif;font-size:12pt;=Realization of tunable spin-dependent splitting in intrinsic photonic spin Hall effect/span
本征光子自旋霍尔效应中可调谐自旋相关分裂的实现
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Ling Xiaohui (凌晓辉);Yi Xunong;Zhou Xinxing;Liu Yachao;Shu Weixing;Luo Hailu;Wen Shuangchun
通讯作者:Wen Shuangchun
光子自旋-轨道耦合中的拓扑相变的机理及调控
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:51万元
- 批准年份:2021
- 负责人:凌晓辉
- 依托单位:
光子自旋—轨道耦合中的拓扑相变的机理及调控
- 批准号:12174091
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:51.00万元
- 批准年份:2021
- 负责人:凌晓辉
- 依托单位:
基于超表面的自旋-轨道光子学
- 批准号:2018JJ1001
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:凌晓辉
- 依托单位:
基于超表面调控光的自旋-轨道相互作用研究
- 批准号:11604087
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:凌晓辉
- 依托单位:
国内基金
海外基金
