光自旋霍尔效应及其研究进展 被引量：5

1

作者 罗海陆 文双春 《物理》 CAS 北大核心 2012年第6期367-373,共7页

光束在经过非均匀介质后,自旋角动量相反(左、右旋圆偏振)的光子在垂直于入射面的横向相互分离,造成光束的自旋分裂,这种现象叫做光自旋霍尔效应.它类似于电子系统中的自旋霍尔效应:自旋光子扮演自旋电子的角色,而折射率梯度则起外场作... 光束在经过非均匀介质后,自旋角动量相反(左、右旋圆偏振)的光子在垂直于入射面的横向相互分离,造成光束的自旋分裂,这种现象叫做光自旋霍尔效应.它类似于电子系统中的自旋霍尔效应:自旋光子扮演自旋电子的角色,而折射率梯度则起外场作用.光自旋霍尔效应为操控光子提供了新的途径,在纳米光学、量子信息和半导体物理方面具有重要的应用前景;同时由于它与凝聚态和高能物理中的带电粒子自旋霍尔效应有高度的相似性和共同的拓扑根源,所以又为测量自旋霍尔效应这类弱拓扑现象提供了独特而又方便的机会.文章简单介绍了光自旋霍尔效应,并总结了近几年国内外的研究进展. 展开更多

关键词 自旋霍尔效应 光自旋霍尔效应 自旋光子 自旋角动量

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光自旋霍尔效应中横移的影响因素研究 被引量：6

2

作者 尹红芳 罗海陆 文双春 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期272-278,共7页

研究了光束在空气与电介质分界面传输产生的自旋霍尔效应,揭示了光束重心横移分别与偏振态、折射率差以及入射角三者之间的定性关系。研究发现各光场横移都随偏振参量增大而增大,左、右旋椭圆偏振光的横移等值反向,圆偏振态下的横移比... 研究了光束在空气与电介质分界面传输产生的自旋霍尔效应,揭示了光束重心横移分别与偏振态、折射率差以及入射角三者之间的定性关系。研究发现各光场横移都随偏振参量增大而增大,左、右旋椭圆偏振光的横移等值反向,圆偏振态下的横移比椭圆偏振态下的横移大。改变折射率差的大小,反射光横移随折射率差的增大而减小,但当折射率差接近零时,反射光场横移消失。折射光横移随折射率差的增大而增大。反射光横移随入射角的变化存在极值点,而折射光横移随入射角的变化呈单调性。研究光自旋霍尔效应横移的影响因素可为调控和增强光自旋霍尔效应提供理论依据。 展开更多

关键词 光自旋霍尔效应 横移 折射率差 圆偏振

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光自旋霍尔效应的研究性实验教学

3

作者 张志友 张红 《物理实验》 2023年第4期53-63,共11页

光自旋霍尔效应是由于光子的自旋-轨道相互作用导致自旋相反的光子相互分离的光学效应,极大地丰富了光学研究内涵,成为现代光学的研究前沿和热点.由于光自旋霍尔效应实验与由偏振片、望远镜、显微镜等器件组装的实验相通,因此可以把光... 光自旋霍尔效应是由于光子的自旋-轨道相互作用导致自旋相反的光子相互分离的光学效应,极大地丰富了光学研究内涵,成为现代光学的研究前沿和热点.由于光自旋霍尔效应实验与由偏振片、望远镜、显微镜等器件组装的实验相通,因此可以把光自旋霍尔效应的研究成果进行整理,设计制作出适合于本科实验教学的仪器.本文对光自旋霍尔效应的研究进展进行了综述,并介绍了利用所开发的光自旋霍尔效应实验仪可开展的实验类型和进行研究性教学的情况. 展开更多

关键词 光自旋霍尔效应 光学效应 现代光学

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光自旋霍尔效应及面内光自旋分离 被引量：3

4

作者 秦毅 李焱 +2 位作者 肖云峰 杨宏 龚旗煌 《物理》 CAS 北大核心 2012年第6期374-381,共8页

当宽度有限的实际光束反射和折射时,左旋光和右旋光成分会发生垂直于入射面的空间分离,这一新奇的光自旋霍尔效应近来引起了人们的广泛关注.文章介绍了光自旋霍尔效应的研究进展,特别关注了纳米量级分离的测量方面进展.作者还发现在入... 当宽度有限的实际光束反射和折射时,左旋光和右旋光成分会发生垂直于入射面的空间分离,这一新奇的光自旋霍尔效应近来引起了人们的广泛关注.文章介绍了光自旋霍尔效应的研究进展,特别关注了纳米量级分离的测量方面进展.作者还发现在入射面内也会出现光自旋分离现象,并对这一新现象进行了理论分析和实验研究,实验测量数据和理论计算结果非常符合. 展开更多

关键词 反射 折射 光自旋霍尔效应 面内光自旋分离

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函数型光子晶体表面的光自旋霍尔效应 被引量：3

5

作者 王筠 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第23期256-262,共7页

应用传输矩阵法研究含缺陷层的函数型光子晶体表面的光自旋霍尔效应,数值计算和分析研究发现,通过调节入射线偏振光的偏振角、入射角、函数型光子晶体周期数、缺陷层光学厚度及入射光波圆频率等,可以实现反射光波和透射光波相对于入射... 应用传输矩阵法研究含缺陷层的函数型光子晶体表面的光自旋霍尔效应,数值计算和分析研究发现,通过调节入射线偏振光的偏振角、入射角、函数型光子晶体周期数、缺陷层光学厚度及入射光波圆频率等,可以实现反射光波和透射光波相对于入射点的横向位移控制。在数值计算中还发现通过调节相应参量可以实现百微米量级透射光波的横移,这些工作可为基于自旋的量子通信以及新型光电器件研究提供理论参考。 展开更多

关键词 材料 函数型光子晶体 光自旋霍尔效应 横向位移 角动量守恒

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光自旋霍尔效应中的交叉偏振特性研究 被引量：3

6

作者 罗幸 周新星 +1 位作者 罗海陆 文双春 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期170-177,共8页

从光束角谱理论出发建立了描述光自旋霍尔效应的傍轴传输模型,利用这一模型分析了光自旋霍尔效应中的交叉偏振特性.通过分析交叉偏振效应强度和入射角变化的规律,发现交叉偏振效应越强,光自旋霍尔效应中的自旋分裂越大.为便于实验观察,... 从光束角谱理论出发建立了描述光自旋霍尔效应的傍轴传输模型,利用这一模型分析了光自旋霍尔效应中的交叉偏振特性.通过分析交叉偏振效应强度和入射角变化的规律,发现交叉偏振效应越强,光自旋霍尔效应中的自旋分裂越大.为便于实验观察,将入射角选在光自旋霍尔效应较强的布儒斯特角附近,观测到了强的交叉偏振效应.增大交叉偏振分量的同时减小初始偏振分量,可显著增强光自旋霍尔效应.这一调控方法为研制基于光自旋霍尔效应的新型光子器件提供了理论基础. 展开更多

关键词 光自旋霍尔效应 反射 交叉偏振

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转换反射中光自旋霍尔效应的自旋堆积方向 被引量：1

7

作者 魏桂萍 周新星 +2 位作者 李瑛 罗海陆 文双春 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期263-267,共5页

从理论上和实验上研究了转换反射中光自旋霍尔效应的自旋堆积方向的方法,建立了描述光束在空气-棱镜界面反射的自旋堆积模型,揭示了横移与光束入射偏振角的定性关系。研究发现,当入射角小于布儒斯特角时,随着入射偏振角的逐渐增大,自旋... 从理论上和实验上研究了转换反射中光自旋霍尔效应的自旋堆积方向的方法,建立了描述光束在空气-棱镜界面反射的自旋堆积模型,揭示了横移与光束入射偏振角的定性关系。研究发现,当入射角小于布儒斯特角时,随着入射偏振角的逐渐增大,自旋堆积的方向发生反转。而当入射角大于布儒斯特角时,自旋堆积的方向不再随入射偏振角的变化而反转。结果表明,在光束入射角为确定值且小于布儒斯特角的情况下,可以通过调控光束的入射偏振角转换自旋堆积的方向。转换自旋堆积方向的研究为有效调控光自旋霍尔效应提供了新的途径。 展开更多

关键词 物理光学 光自旋霍尔效应 自旋堆积 弱测量 自旋角动量

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光束位移研究综述

8

作者 林钰培 李波瑶 +4 位作者 孙敬华 邓冬梅 甄蔚铭 汪幸杰 郭忠义 《光学与光电技术》 2022年第4期123-134,共12页

光束位移是指光束在反射或透射的过程中,反射点或透射点会出现违反几何光学预言的小段偏移,包括Goos-H?nchen位移、Imbert-Fedorv位移、Goos-H?nchen角位移和Imbert-Fedorv角位移。关于光束位移的研究随着科技的进步不断发展,不仅丰富... 光束位移是指光束在反射或透射的过程中,反射点或透射点会出现违反几何光学预言的小段偏移,包括Goos-H?nchen位移、Imbert-Fedorv位移、Goos-H?nchen角位移和Imbert-Fedorv角位移。关于光束位移的研究随着科技的进步不断发展,不仅丰富了人们对光的波动和量子本质的认识,也进一步加深了对于新型材料的内在物理机制的了解,从而促进人们向未知的物理世界展开探索。从光束位移的发现、理论解释等方面对其展开介绍并对其研究进展进行总结。 展开更多

关键词 光束位移 Goos-H?nchen位移 Imbert-Fedorv位移 Goos-H?nchen角位移 Imbert-Fedorv角位移 光自旋霍尔效应

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折射率梯度引起反转的光自旋霍尔效应研究 被引量：1

9

作者 赵桂平 周新星 +2 位作者 李瑛 罗海陆 文双春 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期216-221,共6页

从经典电动力学出发,研究了由折射率梯度导致的反转光自旋霍尔效应。通过分析光从光疏介质入射到光密介质和从光密介质入射到光疏介质两种情况,揭示了光自旋霍尔效应中的横移与偏振态、折射率梯度以及入射角等因素的定性关系。当入射角... 从经典电动力学出发,研究了由折射率梯度导致的反转光自旋霍尔效应。通过分析光从光疏介质入射到光密介质和从光密介质入射到光疏介质两种情况,揭示了光自旋霍尔效应中的横移与偏振态、折射率梯度以及入射角等因素的定性关系。当入射角一定时,光从光疏介质入射到光密介质时的水平偏振横移绝对值大于垂直偏振横移,而从光密介质入射到光疏介质的情况正好与之相反,并且传输场的横移方向取决于折射率梯度方向,增大入射角能明显增强光自旋霍尔效应,对某一特定的线偏振光束,其左、右旋圆偏振光分量的横移等值反向。这些研究结果为调控光自旋霍尔效应提供了有效途径。 展开更多

关键词 物理光学 光自旋霍尔效应 横移 折射率梯度 角动量

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多层介质中的光自旋霍尔效应研究 被引量：1

10

作者 马娟 罗海陆 文双春 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期343-350,共8页

本文研究了光束通过多层介质分界面的光自旋霍尔效应.以三层介质为例,建立了光束通过棱镜-空气-棱镜结构的传输模型,揭示了横移与空气介质的厚度、折射率梯度以及入射角等因素的定性关系.发现对某一特定的圆偏振光束,改变两棱镜之间的... 本文研究了光束通过多层介质分界面的光自旋霍尔效应.以三层介质为例,建立了光束通过棱镜-空气-棱镜结构的传输模型,揭示了横移与空气介质的厚度、折射率梯度以及入射角等因素的定性关系.发现对某一特定的圆偏振光束,改变两棱镜之间的折射率梯度可以调控横移,反射场与传输场的横移方向取决于折射率梯度.相对于两层介质来说,高斯光束通过三层介质能明显地增强光自旋霍尔效应.研究多层介质中光自旋霍尔效应横移的影响因素可为调控和增强光自旋霍尔效应提供理论依据. 展开更多

关键词 光自旋霍尔效应 横移 折射率梯度

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光自旋霍尔效应中的自旋角分裂

11

作者 赵军倩 周新星 罗海陆 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期258-263,共6页

理论研究了光自旋霍尔效应(SHEL)中的自旋角分裂现象。通过建立平行和垂直偏振两种情况下光束由玻璃到空气界面的全内反射传输模型,揭示了光自旋霍尔效应中的自旋角分裂与入射角、偏振态以及光束传播距离等因素的定量关系。研究发现只... 理论研究了光自旋霍尔效应(SHEL)中的自旋角分裂现象。通过建立平行和垂直偏振两种情况下光束由玻璃到空气界面的全内反射传输模型,揭示了光自旋霍尔效应中的自旋角分裂与入射角、偏振态以及光束传播距离等因素的定量关系。研究发现只有当入射角大于全内反射角时,角移才会出现,且角移会随着入射角的增大而减小,同时随着光束传播距离的变化而变化。在垂直偏振光入射情况下,由于自旋角分裂的影响,横移会发生反转。光自旋霍尔效应中的自旋角分裂现象可以用菲涅耳反射系数平行与垂直分量相位差的变化来解释。预测光束在损耗介质和多层纳米结构中传输时也存在类似的自旋角分裂现象。 展开更多

关键词 物理光学 光自旋霍尔效应 自旋角分裂 偏振 全内反射

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基于双折射MIM结构的增强光自旋霍尔效应研究

12

作者 殷澄 王贤平 +3 位作者 阚雪芬 戴海浪 李建 韩庆邦 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第1期52-56,共5页

光自旋霍尔效应所产生的横向IF(Imbert-Fedorov)位移一般仅为亚波长量级,因此极大地限制了该效应在精密度量领域的应用.该文提出一种金属/双折射材料/金属(MIM)的多层结构,通过直接耦合方式激发该结构中的振荡模式,并利用双折射特性形... 光自旋霍尔效应所产生的横向IF(Imbert-Fedorov)位移一般仅为亚波长量级,因此极大地限制了该效应在精密度量领域的应用.该文提出一种金属/双折射材料/金属(MIM)的多层结构,通过直接耦合方式激发该结构中的振荡模式,并利用双折射特性形成偏振相关的小角度共振,以此来增强光自旋霍尔效应.理论分析表明:上述设想可将可见光波段的横向IF位移增强到可以直接观察的亚毫米甚至毫米量级. 展开更多

关键词 光自旋霍尔效应 MIM结构 横向IF位移

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基于量子弱测量的高分辨氨基酸种类识别 被引量：1

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作者 罗朝明 唐鹏 +3 位作者 张勇 万婷 邓艳 张景贵 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期185-191,共7页

提出和实验论证了基于量子弱测量系统的高分辨氨基酸种类识别方案,并探究了分辨率的提升规律。该量子弱测量系统利用氨基酸溶液的旋光角充当系统的后选择角,将放大后的光自旋霍尔效应位移作为探针识别氨基酸的种类,通过改变入射角可以... 提出和实验论证了基于量子弱测量系统的高分辨氨基酸种类识别方案,并探究了分辨率的提升规律。该量子弱测量系统利用氨基酸溶液的旋光角充当系统的后选择角,将放大后的光自旋霍尔效应位移作为探针识别氨基酸的种类,通过改变入射角可以提升该系统对旋光角的分辨率。通过合理设计BK7-介质结构界面,使其分辨率比单纯BK7玻璃界面有两个数量级的提升,可达9.7×10-6(°)/μm。这些研究将为氨基酸种类的高精度识别提供理论基础,并拓展量子弱测量的应用范围。 展开更多

关键词 量子光学 量子弱测量 氨基酸种类 光自旋霍尔效应位移

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斯涅尔定律及其推广和应用 被引量：1

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作者 凌晓辉 王友文 戴志平 《物理通报》 2020年第11期125-128,共4页

从光学和电磁学中经典的反射和折射定律(斯涅尔定律)出发,通过假设折射率为负、在界面人为地加横向相位梯度、非平面波(比如光束)入射等启发性提问,引入斯涅尔定律的几项重要拓展和推广,介绍斯涅尔定律在负折射效应、超构材料、超构表... 从光学和电磁学中经典的反射和折射定律(斯涅尔定律)出发,通过假设折射率为负、在界面人为地加横向相位梯度、非平面波(比如光束)入射等启发性提问,引入斯涅尔定律的几项重要拓展和推广,介绍斯涅尔定律在负折射效应、超构材料、超构表面及光的自旋霍尔效应等前沿领域的应用. 展开更多

关键词 斯涅尔定律 超构材料 超构表面 光的自旋霍尔效应

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