Фотонный спиновый эффект Холла в субволновых дифракционных решетках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Фотонный спиновый эффект Холла в структурах с поверхностным плазмонным резонансом обладает большим потенциалом для различных чувствительных к поляризации приложений и устройств. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование фотонного спинового эффекта Холла в субволновых дифракционных решетках. Используя поляриметрические и оптимизированные методы слабых измерений (weak measurements), продемонстрирован усиленный поверхностным плазмонным резонансом фотонный спиновый эффект Холла, проявляющийся в пространственном разделении циркулярно-поляризованных фотонов с противоположными знаками спиральности (спина) при отражении лазерного пучка от поверхности решетки. Исследовано влияние состояния поляризации падающего лазерного излучения и материала решетки на угловой сдвиг отраженного пучка. Продемонстрировано, что угловой сдвиг может быть изменен со спин-независимого (сдвиг Гуса–Хенкен) на спин-зависимый фотонный спиновый эффект Холла при изменении состояния поляризации падающего пучка. Показано, что состояния поляризации падающего излучения, при которых наблюдается фотонный спиновый эффект Холла в никелевых и серебряных решетках, существенно различаются.

Об авторах

Н. И Петров

Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Email: petrovni@mail.ru
Москва, Россия

Ю. М Соколов

Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Москва, Россия

В. В Стоякин

Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Москва, Россия

В. А Данилов

Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН

Москва, Россия

В. В Попов

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Москва, Россия

Б. А Усиевич

Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. F. Goos and H. Hanchen, Annalen der Physik 436, 333 (1947).
  2. Ф. И. Федоров, ДАН СССР 105, 465 (1955).
  3. C. Imbert, Phys. Rev. D 5, 787 (1972).
  4. K. Y. Bliokh and A. Aiello, J. Opt. 15, 014001 (2013).
  5. X. Yin, L. Hesselink, Z. Liu, N. Fang, and X. Zhang, Appl. Phys. Lett. 85, 372 (2004).
  6. N. I. Petrov, V. A. Danilov, V. V. Popov, and B. A. Usievich, Opt. Express 28, 7552 (2020).
  7. N. I. Petrov, Y. M. Sokolov, V. V. Stoiakin, V. A. Danilov, V. V. Popov, and B. A. Usievich, Photonics 10, 180 (2023).
  8. B. B. Mocacanenco, H. B. Codonena, A. A. Федянин, Письма в ЖЭТФ 91, 414 (2010).
  9. I. V. Soboleva, V. V. Moskalenko, and A. A. Fedyanin, Phys. Rev. Lett. 108, 123901 (2012).
  10. A. V. Makarova, A. A. Nerovnaya, D. N. Gulkin, and V. V. Popov, A. Yu. Frolov, and A. A. Fedyanin, ACS Photonics 11, 1619 (2024).
  11. N. I. Petrov, J. Mod. Opt. 52, 1545 (2005).
  12. M. Onoda, S. Murakami, and N. Nagaosa, Phys. Rev. Lett. 93, 083901 (2004).
  13. A. Kavokin, G. Malpuech, and M. Glazov, Phys. Rev. Lett. 95, 136601 (2005).
  14. K. Y. Bliokh and Y. P. Bliokh, Phys. Rev. Lett. 96(7), 073903 (2006).
  15. O. Hosten and P. Kwiat, Science 319(5864), 787 (2008).
  16. H. Luo, X. Zhou, W. Shu, S. Wen, and D. Fan, Phys. Rev. A 84, 043806 (2011).
  17. Y. Qin, Y. Li, X. Feng, Y. F. Xiao, H. Yang, and Q. Gong, Opt. Express 19(10), 9636 (2011).
  18. X. Zhou, H. Luo, and S. Wen, Opt. Express 20(14), 16003 (2012).
  19. X. Qiu, Z. Zhang, L. Xie, J. Qiu, F. Gao, and J. Du, Opt. Lett. 40, 1018 (2015).
  20. X. Zhou, L. Xie, X. Ling, S. Cheng, Z. Zhang, H. Luo, and H. Sunet, Opt. Lett. 44, 207 (2019).
  21. L. Sheng, L. Xie, J. Sun, S. Li, Y. Wu, Y. Chen, and X. Zhou, Opt. Expr. 27, 32722 (2019).
  22. K. Y. Bliokh, C. T. Samlan, C. Prajapati, G. Puentes, N. K. Viswanathan, and F. Nori, Optica 3(10), 1039 (2016).
  23. H. You, A. Alturki, X. Zeng, and M. S. Zubairy, Nanophotonics 12(6), 1159 (2023).
  24. N. I. Petrov, Y. M. Sokolov, V. V. Stoiakin, V. A. Danilov, V. V. Popov, and B. A. Usievich, Opt. Lett. 50, 1317 (2025).
  25. H. Dai, L. Yuan, C. Yin, Z. Cao, and X. Chen, Phys. Rev. Lett. 124, 053902 (2020).
  26. H. You, A. Alturki, X. Zeng, and M. S. Zubairy, Nanophotonics 12, 1159 (2023).
  27. T. Novikova, A. De Martino, P. Bulkin, Q. Nguyen, B. Drevillon, V. Popov, and A. Chumakov, Opt. Express 15, 2033 (2007).
  28. J. Chandezon, M. T. Dupuis, and G. Cornet, J. Opt. Soc. Am. 72, 839 (1982).
  29. N. I. Petrov, V. G. Nikitin, V. A. Danilov, V. V. Popov, and B. A. Usievich, Appl. Opt. 53, 5740 (2014).
  30. H. H. Петров, B. A. Данилов, B. B. Попов, B. A. Усиевич, Квантовая электроника 48, 537 (2018).
  31. http://www.megrating.com/.
  32. A. B. Петрин, Оптика и спектроскопия 127, 654 (2019).
  33. P. P. Vabishchevich, M. R. Shcherbakov, V. O. Bessonov, T. V. Dolgova, and A. A. Fedyanin, JETP Lett. 101, 787 (2015).
  34. M. I. Dobynde, M. R. Shcherbakov, T. V. Dolgova, and A. A. Fedyanin, Pis'ma v ZhETF 103, 50 (2016).
  35. H. H. Петров, B. H. Пустовойт, Письма в ЖЭТФ 109, 19 (2019).
  36. N. I. Petrov, Photonics 11, 180 (2024).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025