磁性薄膜-负折射率超材料衬底结构

近日，光电技术学院唐婷婷博士课题组研究生李杰以第一作者身份在国际知名光学类期刊《Optics Express》(IF=3.307，中科院分区2区，top期刊)上发表了题为“Spin Hall effect of reflected light in dielectric magneto-optical thin film with a double-negative metamaterial substrate”的学术论文（Opt. Express, 25(16) 19117-19128），报道了他们在光自旋霍尔效应领域的最新研究成果。李杰为论文第一作者，导师唐婷婷博士为通信作者，电竞比赛押注平台为第一署名单位。

光自旋霍尔效应是由于光子的自旋-轨道耦合作用引起的线偏振光束的左、右旋圆偏振分量在几何空间上的分离（如图所示）。作为电子自旋霍尔效应在光学领域的类似现象，光自旋霍尔效应的研究极有可能导致新型光子学器件的产生，在精密测量、量子信息等领域发挥其巨大的应用潜力。然而由光的自旋-轨道相互作用所导致的光束质心的自旋分裂一般在亚波长量级(光波长的几分之一)，这一效应很难被直接探测和应用。该论文通过在磁性介质薄膜上外加恒定磁场，并以负折射率超材料作为衬底，实现了对光自旋霍尔效应的极大增强和调控。研究结果显示，这种结构中的光自旋霍尔效应横向位移可达9.2微米，约为光波长的九倍，由磁场反向所引起的横移差值也达9微米。这一结果首次表明了外加磁场调控光自旋霍尔效应的可能性。

论文链接：https://doi.org/10.1364/OE.25.019117