近日，物理科学与技术学院赵建林教授团队在光场调控方向取得系列重要进展，发现了自由空间中的类光活性——非互易旋光效应，利用纳腔中的模式调控实现了二维半导体材料荧光的3个数量级增强。两项工作相继发表在光学类国际顶级学术期刊《Laser & Photonics Reviews》（DOI: 10.1002/lpor.202100291; 10.1002/lpor.202100199）。
光场调控是物理学领域一个历久弥新的课题。一方面，对光场强度、相位、偏振和时域等的调控产生了一系列新颖特性的光场和物理效应。另一方面，新型光场丰富的自由度为调控光与物质的相互作用提供了更大的便利。两方面研究极大地促进了激光技术及应用的发展。在新型光场传输调控方面，赵建林教授、刘圣副教授团队与南京大学陆延青课题组、南开大学陈志刚课题组合作。通过设计的一种具有锥波相位的几何相位元件，首次实现了贝塞尔光束在自由空间中的旋光效应。该旋光现象与传统磁致旋光现象有许多类似之处，如线性旋转、圆双折射、旋光色散、非互易性等。基于这种旋光效应的非互易性，可以实现方向相关的偏振旋转器或光隔离器。这种新型的无衍射光束为空间结构光场的研究打开了一扇大门，并为各波段的无介质旋光效应带来新的可能性。刘圣副教授为论文第一作者和通信作者，赵建林教授和南开大学陈志刚教授为共同通信作者。
旋光介质中（上图）及自由空间中（下图）光束偏振态旋转示意图
在光场与纳米材料作用方面，赵建林教授、肖发俊教授、甘雪涛教授团队与与中科院西安光机所鱼卫星研究员、北京大学刘开辉教授合作，设计了一种银纳米线-金薄膜纳米腔(NWoM)的多共振结构，借助光场的相位迟滞效应，在纳腔中激发了低阶和高阶的等离激元模式，并观察到强局域的等离激元模式与MoSe2的中性激子间的Fano共振现象，以此最大限度地提升了材料的荧光发射速率。进一步，他们借助低阶和高阶纳腔模式的空间重叠，确保了荧光的激发和发射过程能在同一位置获得增强，实现了单层MoSe2荧光1840倍的增强。该研究为增强二维半导体材料的荧光提供了一种全新的方法，并有望推动其相关纳米光源、光电探测器、太阳能电池等器件的实用化。肖发俊教授为论文的通信作者，甘雪涛教授、赵建林教授为共同通信作者。
多共振等离激元纳米腔对单层MoSe2荧光的增强
上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、中央高校基本科研业务费等项目的支持。
【文章链接】
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202100291
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202100199
刘圣副教授作为我校光学学科的优秀青年教师，在自由空间中光场的调控及应用方面取得了一系列创新性成果，已在领域顶级期刊Laser & Photonics Reviews、Science China Physics, Mechanics & Astronomy、Photonics Research、Optics Letters、Applied Physics Letters等发表了系列研究成果。
肖发俊教授作为我校光学工程学科的优秀青年教师，近年来围绕光场调控、表面等离激元等方向开展了大量前沿研究工作，在领域顶级期刊Laser & Photonics Reviews、Nanophotonics、Photonics Research、Optics Letters、Applied Physics Letters、等发表了系列研究成果。
(撰稿：毛东；审稿：晁小荣)
