奇点光场调控基础机理与应用

图1 奇点光场拓扑特性：奇偶对称性霍尔效应

图2 奇点光场超小特性：三维皮米光尺

成果主要完成人

袁小聪、谢振威、张聿全、闵长俊、杜路平、张强、石鹏、马海祥、段辉高

成果简介

本项目围绕“奇点光场调控基础机理与应用”展开，发现了奇点光场独有的拓扑特性与超小尺寸特性，突破了奇点光场拓扑调控及三维奇点高精度调控的瓶颈，在高维光场复用调控和信息传输、超高精度测量中展现出巨大潜力。本项目主要创新点包括：从奇点光场的拓扑特性出发，首次发现了偏振奇点模式奇偶对称霍尔效应（代表性论文1），解决了奇点模式简并态分离难题；继2019年本团队首次发现了偏振奇点拓扑结构—光学斯格明子之后（首届深大十大科技进展），进一步揭示了光学奇点斯格明子晶格的周期性动力学行为及其对称性调控机制（论文2），并利用偏振奇点光场加相位调制，解决了定制化奇点斯格明子阵列生成的难题（论文3），拓展了新型拓扑调控维度；从奇点光场的超小特性出发，首次提出了奇点光学皮米尺概念，构建了基于奇点相位质心法的三维皮米级定位技术（论文4），并利用手性奇点分裂调控（论文5），突破了光学远场皮米计量应用的瓶颈。代表性成果发表于Nature Communications（2篇）、Applied Physics Reviews、Laser & Photonics Reviews等高水平期刊，形成了从科学发现基础理论到技术创新再到潜在应用验证的完整链条，有望为未来大容量复用光通信、皮米计量等领域提供全新技术路径和指标高度，满足不断增长的应用需求。