光子与光场调控及应用研究团队研究成果在《Laser & Photonics Reviews》发表

十九世纪以来，随着麦克斯韦方程的建立，人们知道光可以携带线动量和角动量，并具备平动自由度(光力)和转动自由度(光力矩)。20世纪70年代以来，美国科学家A. Ashkin基于光力发展的光学微操控技术已广泛应用于物理、化学和生物等领域(2018年诺贝尔物理学奖)。近几年在垂直于动量方向的横向光力的发现为光学微操控技术的应用拓展了新的维度。

为了清晰阐明横向光力的物理机制，研究团队基于光力的多极展开法研究发现：（1）任意尺寸球粒在倏逝场中所受光力与四类电磁场量有关，即：能量密度梯度∇w、轨道动量p_o、Belinfante自旋动量p_s以及自旋角动量s。其中，前两类场量∇w和p_o分别诱导梯度力和辐射压力，与横向x无关。后两类场量p_s和s诱导横向光力F_x。（2）当倏逝场的自旋s满足自旋动量锁定条件时，横向Belinfante自旋动量为零，从而横向光力仅正比于横向自旋，如图(b)和(c)所示。（3）当倏逝场自旋s同时包含横向自旋和纵向自旋时，此时横向光力正比于横向Belinfante自旋动量，如图(d)所示。

本工作的发现不仅扩展了对横向光力的物理理解和潜在应用，还将激发人们在其它经典波系统中寻找类似机制的兴趣。因此，我们相信这项工作未来可能在光学微操控、拓扑光子学、自旋光子学等研究领域和生物物理交叉领域产生广泛影响。

我校光子与光场调控及应用研究团队主要由应用物理系的教师、硕士及本科生共同组成，徐弼军教授和汪小刚教授为团队领航人，主要研究领域为光子与光场调控、光学信息处理、光学超表面、光学微操控技术、计算成像、超表面吸收器等。团队相关研究获得了包括国家自然科学基金、浙江省自然基金等在内多个项目的资助。近期，团队在超表面光场调控、光学图像安全处理、光学微操控技术、超表面吸收、深度学习智能超表面等方面取得了多项创新研究成果，相关研究内容已发表在《Laser & Photonics Reviews》、《Optics Letters》、《Physical Chemistry Chemical Physics》、《Optics and Lasers in Engineering》、《Optics Express》、《IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics》等在内的国际权威期刊上。（应用物理系 孙婷婷）