中外联合团队在极化激元光学研究取得重要进展

2021-08-20 15:32:53 新华网

新华社武汉8月19日电（记者李伟）华中科技大学教授李培宁、张新亮团队联合新加坡国立大学、国家纳米科学中心、纽约州立大学等科研机构人员，突破性证明了传统的双折射晶体中存在“幽灵”双曲极化激元电磁波。该成果革新了极化激元基础物理的“教科书”定义，对凝聚态物理、光物理、电磁学等领域基础原创研究具有重要指导意义。国际顶级期刊《自然》18日刊发了这一新研究发现。

极化激元光学是当今凝聚态物理、材料科学等多学科交叉的前沿科学领域，也是我国的传统优势研究方向之一。华中科技大学光学与电子信息学院李培宁、武汉国家光电研究中心张新亮团队主导的研究成果突破了极化激元模式分类的固有认识，证明了在各向异性的方解石晶体中，存在第三种极化激元模式“幽灵”双曲极化激元。

这一新发现的“幽灵”极化激元是光场压缩能力更强的一种特殊的亚波长“幽灵”电磁波。科研人员发现教科书中的经典双折射材料方解石晶体就存在“幽灵”极化激元。通过理论预测及计算，研究团队发现当方解石晶体的光轴和晶体界面存在一定的夹角时，就可存在“幽灵”双曲极化激元。

此外，研究团队也预测例如石英等众多常见的双折射晶体中都可能存在这种性质优异的“幽灵”极化激元。此项研究有力证明了储量丰富、可大规模制备的极性晶体在微纳光学领域具有极大的应用潜力。

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