光学多子结构中拓扑转变的实验观测及其调控机制研究

《Advanced Materials》：Experimental Observation of Topological Transition in Optical Multimeron

本研究针对光学拓扑结构动态调控难题，报道了通过多重等离子体涡旋干涉产生光学自旋多子（multimeron）的新平台，并成功通过调控入射光拓扑实现了多子拓扑结构的非平庸转变（skyrmion number交换），为光学超分辨成像和信息处理提供了新思路。

　　

拓扑纹理展现了物质与能量构型受内在物理定律支配的典型范例。近期，具有固定拓扑性的类斯格明子（skyrmion-like）纹理已在多种光学系统中实现，包括倏逝场、结构化介质和自由空间。磁性斯格明子（Magnetic skyrmions）因其拓扑特性可通过外部刺激调控，在存储器、逻辑门和神经形态计算等创新器件中展现出应用前景。然而，在其光学对应体中实现动态控制非平庸拓扑转变仍具挑战，这限制了其在超分辨成像和信息处理等领域的应用。本研究提出并演示了一个通过多重等离子体涡旋（plasmonic vortex）干涉产生光学自旋多子（optical spin multimeron）的平台。更重要的是，研究通过调控入射光的拓扑结构，实现了对多子拓扑的操纵，并在实验中观测到伴随斯格明子数（skyrmion number）非平庸交换的拓扑转变。该工作拓宽了光学拓扑纹理或准粒子的研究范围，为其形成和转变机制提供了深入见解。

作者声明无利益冲突。