1 湖南第一师范学院物理与化学学院，湖南 长沙 410205
2 湖南理工学院信息科学与工程学院， 湖南 岳阳 414006
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 （）/。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。
量子光学 量子弱测量 氨基酸种类 光自旋霍尔效应位移 光学学报
2022, 42(22): 2227001
1 东莞理工学院电子工程与智能化学院, 广东 东莞523808
2 华南师范大学信息光电子科技学院, 广东 广州510006
3 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州510631
4 南京大学物理学院, 江苏 南京210093
5 合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥230009
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。
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 beam shift Goos-H nchen shifts Imbert-Fedorv shifts Goos-H nchen angular shifts Imbert-Fedorv angular shifts optical spin Hall effect
1 湖北第二师范学院物理与机电工程学院，湖北 武汉 430205
2 湖北第二师范学院光电材料与元器件研究所，湖北 武汉 430205
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。
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 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2316003
湖南大学信息科学与工程学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 湖南 长沙 410082
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。
物理光学 光自旋霍尔效应 自旋角分裂 偏振 全内反射
湖南大学信息科学与工程学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 湖南 长沙 410082
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。
物理光学 光自旋霍尔效应 横移 折射率梯度 角动量
湖南大学信息科学与工程学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 湖南 长沙 410082
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。
物理光学 光自旋霍尔效应 自旋堆积 弱测量 自旋角动量
湖南大学信息科学与工程学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室， 湖南 长沙 410082
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。
光自旋霍尔效应 横移 折射率差 圆偏振
