发现光子“飓风” 上理工在纳米光学领域实现从0到1突破

詹其文教授及其团队的研究成果。 (上海理工大学供图) 在纳米光子学领域,上海理工大学一科研团队实现了一项从0到1的突破:该校光电信息与计算机工程学院詹其文教授团队,首次从理论到实验展示了具有时空涡旋相位并

发现光子“飓风” 上理工在纳米光学领域实现从0到1突破

詹其文教授及其团队的研究成果。 (上海理工大学供图)

在纳米光子学领域,上海理工大学一科研团队实现了一项从0到1的突破:该校光电信息与计算机工程学院詹其文教授团队,首次从理论到实验展示了具有时空涡旋相位并携带光子横向轨道角动量的新型光场,开创了一个全新的光子轨道角动量自由度。

继去年6月该成果发表于顶尖期刊《自然—光子学》后,近日该成果又成功入选美国光学学会(OSA)评选的2020年度全球30项光学重大进展。据了解,我国共有4个成果入选,这项成果是100%的“国产”创新之一。

“其实,我们所用的光学原理众所周知,所需要的装置是几乎每个光学实验室都有的基础设备,而在世界范围内我们可以率先做出新成果,归根结底在于比别人‘多想了一步’。”谈及最新的这项成果,詹其文打了一个比方:如果说目前已经发现的光学角动量运动轨迹是“龙卷风”,那么最新的发现则是形成了类似于快速移动的光子“飓风”,为利用光识别物质提供了全新手段,也为信息传递提供了更广的通道。

在上海理工大学光电信息与计算机工程学院实验室,记者看到两张光学实验常用的高精度隔振平台,其中一个服务于超快脉冲光领域,另一个服务于空间光场调控领域。在光子轨道角动量研究中,这是两个原本“各自为政”的研究方向,而詹其文带领纳米光子学团队历时两年研究,创造性地将这两个领域“合二为一”。

在领衔该实验室的中国工程院院士庄松林看来,中国科学家可以说是发现这片全新科学宝藏的“开门人”,未来要更加争分夺秒,争取摘获更多原创科研成果。目前,詹其文团队多名青年科学家们正在探索光子横向轨道角动量在光子自旋霍尔效应、量子纠缠和光子自旋—轨道耦合效应等方面可能会展示的独特性质,这些研究今后有望应用于通信、能源、新型光电器件等领域。近日,该团队获得国家自然科学基金委“新型光场调控物理与应用重大研究计划”的重点项目支持。

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