物理與光電工程學院研究生在物理學國際頂級期刊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院20級光學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技術學院為第一單位在該期刊第二次發(fā)表學術論文,。

《Physical
Review Letters》隸屬于美國物理學會(OSA),，是全球最著名的物理學頂尖學術期刊之一,。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科研究水平的重要指標之一。

圖1 論文網頁截圖

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用的重要平臺,。然而，在均勻的晶體結構中,，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，在二次非線性光學介質中產生穩(wěn)定的渦旋自局域模式成為該領域研究的一個重要科學問題,。2018年,，南京大學和澳大利亞國立大學的科研團隊，分別利用基于飛秒激光加工的準相位匹配技術制備出具有三維結構的二次非線性光子晶體[Nat. Photonics, 12,519(2018), Nat. Photonics, 12, 596 (2018)],。這一技術的科學價值和應用價值受到了人們廣泛的關注,。

黎永耀教授團隊在該先進技術的基礎上提出了一種棋盤格結構的三維非線性光子晶體方案，用于研究渦旋光孤子的產生（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的傳輸距離內演化出相應的孤子結構,。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。該論文研究的結果打破了純二階非線性效應對穩(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用奠定了基礎,。

該研究得到了國家自然科學基金面上項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金會,、廣東省普通高校重點科研項目,、粵港澳智能光電子技術聯(lián)合實驗室研究基金以及佛山科學技術學院研究生創(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)知識和經驗對該研究的實現(xiàn)起到了重要作用。

（物理與光電工程學院）