暨南大学物理与光电工程学院副研究员王思聪、教授李向平团队，利用柱矢量涡旋光束在4π聚焦系统中首次构造产生了光学能流斯格明子。相关成果近日发表于《物理评论快报》。

斯格明子是一种受拓扑保护的矢量结构，因在信息存储领域的潜在应用受到广泛关注。近年来，人们提出了光学斯格明子的概念。

区别于现有光学电磁场和光子自旋矢量斯格明子，该工作首次构造产生了光学能流斯格明子，以坡印廷矢量为拓扑纹理单元，实现了Néel-Bloch-Néel型的拓扑结构转换及特定区域内斯格明子拓扑不变量的调控，拓展了光学斯格明子的物理量拓扑范畴，并为光学斯格明子的拓扑特性调控提供了新方法。

研究团队利用柱矢量涡旋光束，在4π聚焦系统中构造产生了光学能流斯格明子，即坡印廷矢量光学斯格明子。由于相向入射的柱矢量涡旋光束偏振态相对于聚焦系统焦平面具有非镜面对称性，其聚焦场的横向分量与纵向分量分别以行波和驻波的模式存在于聚焦空间中。基于这种横向分量的行波模式，聚焦电磁场的径向分量与旋向分量的相位奇点在光的传播方向上交替出现，进而相应使得坡印廷矢量的径向分量与旋向分量交替出现，即实现了Néel-Bloch-Néel型的斯格明子矢量纹理转化。

该工作对入射柱矢量涡旋光束进行振幅调制，通过调节聚焦场低空间频谱分量与高空间频谱分量的占比，可实现在特定区域内斯格明子拓扑不变量的调控。

相关论文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.073802

原文链接：https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/9/381114.shtm?id=381114