來(lái)自深圳大學(xué)的馮甫助理教授、閔長(zhǎng)俊教授、袁小聰教授、Mike Somekh院士與澳大利亞納米光學(xué)研究中心的司光遠(yuǎn)研究員開(kāi)展合作，相關(guān)成果以“On-chip plasmonic spin-Hall nanograting for simultaneously detecting phase and polarization sigularities”為題，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)光學(xué)期刊《Light: Science & Applications》。 B<_T"n'#b  
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奇點(diǎn)光學(xué)是現(xiàn)代光學(xué)的重要組成部分，在近些年來(lái)得到越來(lái)越多人的關(guān)注。常見(jiàn)的光學(xué)奇點(diǎn)包括相位奇點(diǎn)和偏振奇點(diǎn)，其中具有相位奇點(diǎn)的代表性光束主要是光學(xué)旋渦，具有偏振奇點(diǎn)的代表性光束主要有圓柱矢量光束。現(xiàn)代光學(xué)發(fā)現(xiàn)，單個(gè)光束不但可以擁有相位奇點(diǎn)或偏振奇點(diǎn)，也可以同時(shí)擁有上述兩個(gè)奇點(diǎn)，從而提升所攜帶信息的自由度，能夠有效的擴(kuò)充光場(chǎng)信道帶寬，在光通信、光互聯(lián)等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。隨著光通信市場(chǎng)的發(fā)展，光收發(fā)模塊的種類(lèi)越來(lái)越多，要求越來(lái)越高，器件復(fù)雜程度也以驚人的速度發(fā)展，需要不斷發(fā)展相關(guān)技術(shù)滿足應(yīng)用需求。目前主要發(fā)展方向大致可以歸類(lèi)小型化、低成本、低功耗、高速率等。將光學(xué)奇點(diǎn)這樣高維的自由度來(lái)引入光通信領(lǐng)域，則有望滿足上述發(fā)展趨勢(shì)。但是要滿足這樣的目標(biāo)，如何在微尺度內(nèi)調(diào)制、解調(diào)光學(xué)奇點(diǎn)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。近年來(lái)，光學(xué)超表面器件由于能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊、集成、靈活的光場(chǎng)調(diào)控而受到越來(lái)越多的關(guān)注。特別是利用表面等離激元（surface plasmon polariton，SPP）可以進(jìn)一步的縮小片上器件的尺寸，實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)范圍內(nèi)的納米光子芯片。本文作者創(chuàng)新性的將帶有自旋霍爾響應(yīng)的λ形金屬納米狹縫單元集成到一組非對(duì)稱的表面等離激元光柵結(jié)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)攜帶不同的相位奇點(diǎn)和偏振奇點(diǎn)入射光的同時(shí)解調(diào)，以滿足現(xiàn)代光通信系統(tǒng)對(duì)小體積、低成本、高速率的需求。 \z<'6,b  
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研究背景 }Z2Y>raA\  
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片上解調(diào)光學(xué)奇點(diǎn)對(duì)于現(xiàn)代光通信系統(tǒng)有極其重要的意義。傳統(tǒng)的光學(xué)奇點(diǎn)解調(diào)器件包括全息相位板、超表面、變換光學(xué)器件、光子回路器件等。 KJSN)yn\  
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2010年，Berkhout. G.C.G等人首次提出并證明了利用相位調(diào)控的方式，將光場(chǎng)相位奇點(diǎn)所攜帶的螺旋相位轉(zhuǎn)換為傾斜相位來(lái)解調(diào)相位奇點(diǎn)的方式。2012年，Genevet. P.利用光學(xué)全息相位板完成了上述相位調(diào)整的操作，從而使利用固態(tài)器件來(lái)對(duì)光學(xué)奇點(diǎn)進(jìn)行解調(diào)成為了可能。 ~Ge-7^Fo7  
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自此之后，各種針對(duì)相位奇點(diǎn)、偏振奇點(diǎn)的解調(diào)方案被逐漸提出。例如2013年，Mirhosseini. M利用q-plat對(duì)偏振奇點(diǎn)進(jìn)行分離，達(dá)到了92%的分離效率。2016年，Mei. S.T.利用片上光路對(duì)入射光進(jìn)行光學(xué)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了相位奇點(diǎn)的探測(cè)。2018年，Wen. Y.H.利用片上光子回路來(lái)解調(diào)相位奇點(diǎn)，成功分離了拓?fù)浜蒷<10的相位奇點(diǎn)。 "i9$w\lm  
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這些傳統(tǒng)方法雖然都能夠在一定程度上對(duì)光學(xué)奇點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)，但是他們存在一些共性的問(wèn)題。例如，由于奇點(diǎn)光場(chǎng)的相位空間分布相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于這樣光場(chǎng)解調(diào)一般都需要精準(zhǔn)的光學(xué)準(zhǔn)直（入射光場(chǎng)與相位板之間的對(duì)準(zhǔn)等）。 {iHC;a5gb$  
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同時(shí)，一些片上探測(cè)器件由于缺乏遠(yuǎn)場(chǎng)探測(cè)的手段，不得不引入復(fù)雜的近場(chǎng)光學(xué)探針掃描等探測(cè)手段。利用相位板或者超表面等方法對(duì)光學(xué)奇點(diǎn)探測(cè)時(shí)由于需要使用到一些效率較低的衍射器件，使得探測(cè)的整體效率偏低。這樣的探測(cè)手段顯然不能夠滿足現(xiàn)代光學(xué)通信系統(tǒng)的需求。 ?^k-)V  
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