研究前沿:Nature Photonics-涡旋光

发布时间:2023-06-16

针对光子学和生物学中的量子信息处理和光学成像领域,在亚波长尺度上,控制光的发射方向是最关键能力。光的自旋-轨道相互作用也广泛用于动态调节圆偏振光致发光 photoluminescence(PL)方向,但对于许多通常产生非偏振发光的发光材料来说,这是却是极具挑战。


今日, 新加坡国立大学(National University of Singapore)Jincheng Ni, 仇成伟Cheng-Wei Qiu,中国科学技术大学Shengyun Ji(一作),吴东Dong Wu等,在Nature Photonics上发文,报道了基于光子轨道角动量辅助的空间对称纳米柱晶格中,实现了光学控制非偏振发光的单向发射。


通过改变涡旋光束的螺旋度,控制了反斯托克斯位移发光的方向。在一维纳米柱晶格中,非偏振光致发光PL发射的实验方向性,可以达到0.59,这比自旋机制的方向性要强得多。该项发现,为纳米级可调光学控制发射,提供了一种新方法。

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Unidirectional unpolarized luminescence emission via vortex excitation. 
基于涡旋激发的单向非偏振发光发射

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图1:基于涡旋光束,非偏振发光的定向发射理念。

(小注:涡旋光束,携带轨道角动量的结构化光束)



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图2:在纳米柱晶格中,单向传播的实验测量。


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图3:基于涡源,单向传播的数值模拟。


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图4:依赖于轨道角动量orbital angular momentum,OAM的光致发光PL单向发射。


文献链接

https://www.nature.com/articles/s41566-023-01226-9

https://doi.org/10.1038/s41566-023-01226-9

本文译自Nature。