近日，中国激光杂志社公布了" 2019 年度中国光学十大进展"名单，量子秘钥分发、光子芯片、智能激光器、全色激光显示等 20 项重大光学成果获此殊荣 ( 基础研究类与应用研究类各 10 项 ) 。其中，深圳大学纳米光子学研究中心杜路平、袁小聪教授的研究成果"近场光学旋涡中的光学斯格明子结构"入选十大基础研究类成果。据悉，该研究在国际上首次揭示了由光的自旋 - 轨道耦合产生的"光学斯格明子"结构，为微纳尺度的光场调控提供了全新的思路。

▲"光学斯格明子"结构

据介绍，斯格明子是一种由电子自旋 - 轨道耦合相互作用形成的具有微纳米尺度的电子自旋涡旋结构，由于受到拓扑保护，被广泛认为是未来实现高速度，高密度，低能耗磁存储器件的基本单元。作为另一种信息载体，光也具有自旋角动量和轨道角动量。近年来，人们发现，光的自旋和轨道角动量之间的相互耦合能产生出许多与电子类似的物理效应，包括自旋霍尔效应、量子自旋霍尔效应等等。深圳大学杜路平、袁小聪教授研究发现，在光学近场条件下，光的自旋 - 轨道角动量之间的耦合会形成一种与磁斯格明子相同的光学自旋分布。对于隐失波条件下的光学旋涡光场，其自旋矢量分布呈现一种 Neel 类型的斯格明子。更有意思的是，在这种光学斯格明子内部，其偏振态呈现剧烈的变化。对于可见光波段的近场光学旋涡光场，其偏振的精细结构半高宽可以达到 10nm 以下（<λ/60，如图 2 所示），远远突破光学的衍射极限（<λ/2）。这种由光的自旋定义的光学超精细结构为微纳尺度的光场调控提供了全新的思路，在亚纳米光学位移传感、光学超分辨显微成像等领域具有重大应用前景。上述工作于 2019 年 4 月发表在《Nature Physics》。

▲"光学斯格明子"结构

"中国光学十大进展"推选活动由中国激光杂志社发起，至今已举办 6 届。参选的成果来自全国各大高校及中科院各个研究机构，在基础研究和应用研究中分别选择 10 个代表国内光学领域最重要的前沿研究成果授奖，促进光学成果的传播。

此次评选经过首轮推荐、初评、终评三个环节，最终 20 项优秀的光学成果从 110 项研究进展中脱颖而出，入选" 2019 年度中国光学十大进展"（基础研究类与应用研究类各 10 项）。

（深圳晚报供稿）

编辑 庄思嘉