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近年来,随着自旋霍尔效应研究的深入,一种类似电子自旋霍尔效应的新物理现象--光子自旋霍尔效应逐渐进入研究领域。光子自旋霍尔效应是当一束空间受约束的线性偏振光在界面处通过非均匀介质反射和折射时,具有相反自旋角动量(左、右旋圆极化)的光子在垂直于入射面的横向方向上彼此分离,造成入射光束的自旋分裂。本文将结合一些典型的物理原理,如表面等离子体共振(SPR)、波导-表面等离子体共振耦合(GWSPR)、共振遂穿(ROTE)、连续束缚态(BIC)等,探讨光子自旋霍尔效应的增强和调控方法。作为精密测量工具,光子自旋霍尔效应不仅可以很好地检测微结构材料的结构参数变化,而且能够很好地应用于光学传感器中,提高其灵敏度及测量精度。相应的工作及研究成果如下:1、与传统单金属膜层的表面等离子体共振(SPR)结构相比,具有双金属膜层的SPR结构可以实现更小反射率和更高的倏逝场增强,这使其成为增强光子自旋霍尔效应(SHEL)的更好选择。我们发现,通过优化银和金膜的厚度,金属银和金膜的厚度对SHEL具有重要影响,在SPR共振角附近,水平偏振态下的最大横向位移值可达到5.34μm。我们的结果远远大于先前传统SPR结构所报道的横向分裂值。另外,我们还提出了一种用波导-表面等离子体共振(GW-SPR)增强SHEL的方法。当Si膜的厚度最佳时,获得了11.5μm的水平偏振态的最大横向偏移。与传统SPR配置中的横向移位相比,至少有一个数量级的增强。我们的研究对于提供改善SHEL的有效方法非常重要,并且可以借助于基于SHEL的弱测量和传感器的开发来提供表征介电层参数的机会。这种新颖的增强归因于较高的倏逝场和双金属膜层所产生的较大折射率变化梯度。这些发现为我们提供了一种有效的SHEL调控方法,为开发基于SHEL的光子器件奠定了坚实的基础。相关研究成果发表在Plasmonics和Photonics Research上。2、基于共振遂穿(ROTE)结构诱导下的光子自旋霍尔效应被广泛探讨于基本物理和实际应用研究中。共振遂穿结构可用于增强透射光的光子自旋霍尔效应(SHEL),研究结果表明,在两个低折射率介质(二氧化硅)之间嵌入高折射率介质(氮化硼晶体)可以有效地增强SHEL,因为折射率梯度变化较大而且不同介质表面附近的倏逝场得到增强,这些变化与自旋位移值的变化息息相关。在此结构模型下,我们获得了H极化光入射下最大的自旋位移值约为22.25μm,与全内反射诱导下(FTIR)的自旋位移值相比,我们取得了三个数量级的增强。此外,可以通过改变组成材料和介质层厚度来调控SHEL,这些发现为SHEL未来在精密计量和自旋光子学中的应用开辟了更大地可能性。相关研究成果发表在Journal of Physics D:Applied Physics上。3、我们在理论上研究了当连续体(BIC)中的束缚态发生时,反射率,光子自旋霍尔效应(SHEL)产生的横移值以及具有接近零(ENZ)材料的夹层结构的灵敏度。与诸如表面等离子共振(SPR)的传统结构相比,由于ENZ材料中的BIC现象,SHEL的横移值和灵敏度已经大大增强。此外,证明了当BIC位置的反射率和厚度分别优化时,横移值,强度灵敏度和角度灵敏度分别为21.74μm,15542μm/RIU和220°/RIU。我们的结果给出了这种光学系统在激光器,生物传感器和光波导中的潜在应用。相关研究成果发表在Journal of Physics D:Applied Physics上。