新研究展示自旋軌道耦合的拉比振蕩行為

　　近日，暨南大學研究員陳振強團隊揭示了自旋-軌道光學拉比振蕩現象，首次在理論和實驗上同時展示了自旋-軌道耦合的拉比振蕩行為。相關研究論文發表于Light：Science & Applications。

　　陳振強帶領的光場調控科研團隊研究無發散結構光場與人工晶體相互作用，在高階光學體系下構建贗自旋-1/2模型，分別在強、弱耦合條件下實現自旋-軌道拉比振蕩。此外，通過外場調控等效磁場，實現拓撲荷可調的角動量光場。研究結果有望在經典和量子光學中找到應用。

　　拉比振蕩是二能級量子波包在外磁場驅動下發生周期性振蕩的現象，是物理學中重要的基本物理效應之一，已在諸多領域得到應用，如核磁共振成像。目前，拉比振蕩已逐漸擴展到其它物理體系，包括原子分子物理、聲學、凝聚態物理、光學等。

　　在現有研究工作中，拉比振蕩只涉及兩種獨立的振蕩形式：自旋態振蕩和軌道態振蕩。如何在高階物理體系實現自旋-軌道耦合的拉比振蕩？針對這一基本問題，研究人員通過類比量子力學自旋1/2系統，利用左、右旋圓偏振渦旋光場構建高階光學體系的贗自旋1/2系統，并導出相應的等效磁場模型。在等效磁場的作用下，高階贗自旋態（結構光場模式）在兩“能級”間發生周期性振蕩。

　　研究人員進一步利用外電場調控等效磁場，操控拉比振蕩光場的演化行為。在電場的驅動下，實現不同拉比振蕩模式的切換，這一現象為光場多維調控提供新的技術原理。

　　上述研究得到國家自然科學基金項目、廣東省重點項目、廣州市科技計劃項目、珠江人才計劃項目等的支持。