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题名光子自旋霍尔效应及其在物性参数测量中的应用
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作者
刘硕卿
陈世祯
罗海陆
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机构
湖南大学物理与微电子科学学院自旋光子学实验室
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出处
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2022年第2期35-53,共19页
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基金
国家自然科学基金面上项目(No.12174097)
湖南省自然科学基金面上项目(No.2021JJ10008)的资助。
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文摘
光子自旋霍尔效应是指光束在非均匀介质中传输时,自旋角动量相反的光子在垂直于入射面的方向发生的横向自旋相关分裂。光子自旋霍尔效应可以和电子自旋霍尔效应作类比:自旋光子扮演自旋电子的角色,折射率梯度扮演外场的角色。光子自旋霍尔效应源于光的自旋-轨道相互作用,和两类几何相位有关:一类是动量空间的自旋重定向Rytov-Vlasimirskii-Berry相位;另一类是斯托克斯参数空间的Pancharatnam-Berry相位。光子自旋霍尔效应对物性参数非常敏感,结合量子弱测量技术,在物性参数测量、光学传感等领域具有重要的应用前景。本文将简单分析光子自旋霍尔效应的物理根源,回顾近几年不同物理系统中光子自旋霍尔效应的研究进展,介绍光子自旋霍尔效应在物性参数测量中的应用。最后,展望其在光学模拟运算、显微成像、量子成像等领域的可能发展方向。
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关键词
光子自旋霍尔效应
光的自旋-轨道相互作用
几何相位
量子弱测量
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Keywords
spin Hall effect of light
spin-orbit interaction of light
geometric phase
quantum weak measurements
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分类号
O436.3
[机械工程—光学工程]
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题名光的自旋-轨道相互作用
被引量：2
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作者
许文昊
寿一畅
罗海陆
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机构
湖南大学物理与微电子科学学院自旋光子学实验室
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出处
《量子电子学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期159-181,共23页
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基金
国家自然科学基金面上项目,12174097
湖南省自然科学基金面上项目,2021JJ10008。
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文摘
光的自旋-轨道相互作用是指光的自旋角动量和轨道角动量之间的相互作用,它存在于反射、折射、散射、衍射、聚焦等基本的光学过程中。在传统大尺度量级的经典光学中可以忽略自旋-轨道相互作用的影响,但在亚波长尺度下,自旋和轨道角动量之间会发生强耦合。对光的自旋-轨道相互作用的基本起源和重要应用进行了综述。首先,介绍了光的自旋-轨道相互作用的两个重要基本概念:光子角动量和几何相位理论。其次,分别介绍了自旋-内禀轨道角动量和自旋-外禀轨道角动量两种相互作用的基本原理。然后,重点介绍了光自旋-轨道相互作用的研究进展以及代表性应用。最后,对光自旋-轨道相互作用相关研究面临的挑战和未来的研究方向进行了展望。
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关键词
光电子学
自旋-轨道相互作用
几何相位
光子自旋霍尔效应
量子弱测量
光学微分运算
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Keywords
optoelectronics
spin-orbit interaction
geometric phase
photonic spin Hall effect
quantum weak measurement
optical differential operation
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分类号
O436.3
[机械工程—光学工程]
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