物理與光電工程學(xué)院研究生在物理學(xué)國際頂級期刊Physical Review Letters發(fā)表論文

發(fā)表時間：2023-04-22

近日,，我校物理與光電工程學(xué)院20級光學(xué)工程研究生趙飛燕為第一作者,，黎永耀教授為通訊作者，以我校為第一單位在物理學(xué)國際頂級期刊《Physical Review Letters 》(影響因子9.185,，中科院1區(qū)) 上發(fā)表題為“Vortex Solitons in Quasi-Phase-Matched Photonic Crystals”的研究論文,。這是黎永耀教授團隊以佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院為第一單位在該期刊第二次發(fā)表學(xué)術(shù)論文。

《Physical
Review Letters》隸屬于美國物理學(xué)會(OSA),，是全球最著名的物理學(xué)頂尖學(xué)術(shù)期刊之一,。該期刊主要以發(fā)表原創(chuàng)性強且極為重要的物理成果著稱，被廣泛認為是衡量一個研究團隊或單位物理學(xué)科研究水平的重要指標之一,。

圖1 論文網(wǎng)頁截圖

圖2 (a)實驗方案示意圖,，(b)渦旋孤子的演化圖

二次非線性晶體一直以來都是光孤子研究和應(yīng)用的重要平臺。然而,，在均勻的晶體結(jié)構(gòu)中,，渦旋光孤子在低功率條件下一直無法實現(xiàn)在微納尺度下的長距離穩(wěn)定傳輸。因此,，在二次非線性光學(xué)介質(zhì)中產(chǎn)生穩(wěn)定的渦旋自局域模式成為該領(lǐng)域研究的一個重要科學(xué)問題,。2018年，南京大學(xué)和澳大利亞國立大學(xué)的科研團隊,，分別利用基于飛秒激光加工的準相位匹配技術(shù)制備出具有三維結(jié)構(gòu)的二次非線性光子晶體[Nat. Photonics, 12,519(2018), Nat. Photonics, 12, 596 (2018)],。這一技術(shù)的科學(xué)價值和應(yīng)用價值受到了人們廣泛的關(guān)注。

黎永耀教授團隊在該先進技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種棋盤格結(jié)構(gòu)的三維非線性光子晶體方案,，用于研究渦旋光孤子的產(chǎn)生（如圖2所示）,。他們的研究表明，這種三維非線性光子晶體對渦旋光孤子具有很好的魯棒性,，不僅能夠支持兩種渦旋光孤子解,，而且可以通過自然演化使攜帶軌道的拉蓋爾高斯光在短至0.5 cm的傳輸距離內(nèi)演化出相應(yīng)的孤子結(jié)構(gòu)。即使考慮晶體損耗,，該光孤子的傳輸距離也可以達到20 cm以上。該論文研究的結(jié)果打破了純二階非線性效應(yīng)對穩(wěn)定渦旋光孤子的限制,，為渦旋光孤子在上述體系的進一步研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金會,、廣東省普通高校重點科研項目,、粵港澳智能光電子技術(shù)聯(lián)合實驗室研究基金以及佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃的資助。同時，以色列特拉維夫大學(xué)著名的非線性物理專家Boris A. Malomed教授也是本文的主要參與人之一,。他的專業(yè)知識和經(jīng)驗對該研究的實現(xiàn)起到了重要作用,。

（物理與光電工程學(xué)院）