我校学者首次在Nature Photonics上发表论文

发布者:曾昕发布时间:2019-10-09浏览次数:10

        10月7日,我校电子信息学院彭亮副教授以第一作者第一单位在Nature Photonics(《自然-光子学》)上发表题为“Transverse photon spin of bulk electromagnetic waves in bianisotropic media”的论文。Nature Photonics属“自然”系列期刊,是光学与应用物理领域的旗舰期刊,其最新影响因子为31.583。彭亮副教授同时是该论文的共同通信作者,第二作者是我校电子信息学院2017级硕士研究生段灵福,我校电子信息学院王高峰教授、以及来自浙江大学和英国伯明翰大学等的研究学者为论文共同作者。 

       自旋是光子的基本属性之一,其表现为电磁波的电场或磁场量随时间发生旋转。通过操控光子自旋,可以实现光子的定向辐射、定向吸收、定向导波、极化检测与转换、模式选择等,因而在光通信、光芯片、光器件等方面具有潜在的广泛应用。

       在本项工作中,研究团队首先将等离子体激元表面态的波动行为与均匀媒质中的体态波动行为进行数学形式上的映射;对具有横向自旋的电磁场所具有的对称性的严格分析,从理论上证明了引入磁电正交耦合是在互易、无耗媒质中激发标准横向自旋光子的唯一途径;并通过实验验证了相关结论。其次,研究团队通过散射实验论证了横向自旋光子体态的自旋动量锁定特性,见图1所示。再次,研究团队创新地提出,若两种均匀媒质的光子体态具备相向的横向自旋属性,则在这两种媒质的交界面上将出现横向自旋相抵消的现象,进而激发出无自旋特性的线性极化边界态,这也是首次发现的无自旋的电磁波表面态,见图2。深入研究表明,通过调整两种超构材料的平面内取向,可有效调节横向自旋抵消的程度,从而对表面态的色散实现操控,如实现零折射率导致的鲁棒传态。


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图1. a,横向自旋光子体态的散射实验示意图;b,横向自旋光子体态对入射光子态表现出强的自旋选择性。


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图2. a,两媒质边界上的自旋抵消与线性极化边界态;b,自旋抵消调节与边界态的色散调控。


       近年来,在学校领导和职能部门的大力支持下,我校围绕双一流建设和省重点高校建设,不断加大人才引进力度和人才队伍建设,在高水平论文“量”和“质”上双双取得较大突破。以电子信息学院为例,2016年到2018年,SCI论文数增长71%,其中IEEE Trans. 和影响因子10以上的重量级论文共36篇。(电子信息学院)

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