光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
28
2026
-
07
由光子晶体腔产生的超快光子自旋波
作者：
上海交通大学 Bo Wang 团队展示了光子晶体腔中非简并正交偏振模式拍频产生的光子自旋波——光子自旋角动量的时空振荡。为了捕捉这一现象，作者发展了一种偏振相关的准正则模（QNM）理论，用于描述各向异性纳米腔中脉冲激发的时间偏振动力学，并预测了斯托克斯参数的超快振荡。数值仿真证实，微小的结构扰动即可打破简并性，产生可通过腔体几何形状调控的亚皮秒级自旋振荡。振荡的自旋与远场耦合，在透射脉冲的尾部产生传播的光子自旋波。作者通过研究正方晶格光子晶体中的光子自旋波产生，进一步验证了该机制的普适性。作者的工作揭示了一个紧凑而多功能的平台，用于设计光的超快自旋动力学，在手性光-物质相互作用、通过逆法拉第效应（IFE）实现的超快磁性、光子自旋角动量信息处理和超快自旋激光器方面具有广阔的应用前景。
研究成果于 2026 年 7 月 23 日以“Ultrafast Photon Spin-Waves Generated From Photonic Crystal Cavities”为题发表于《Laser & Photonics Reviews》。
图1：脉冲激光与光子晶体（PhC）缺陷腔相互作用的超快偏振动力学概念图
图2：偏振相关准正则模（QNM）理论示意图
图3：H1光子晶体缺陷腔中偏振动力学的演示
图4：在半个拍频周期内，畸变H1腔的近场模式动态变化
图5：通过H1腔参数工程调制光子自旋振荡特性
图6：S(t)随Δx变化的演化
图7：在畸变H1腔发射脉冲的尾部产生光子自旋波
图8：利用正方晶格光子晶体中的q-BIC模式演示光子自旋波产生和调制的普适性
来源：optics光学世界
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