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世界首例！暨大研究成果在世界顶尖期刊发表

暨南大学

2021-10-20 08:57:18 文/庞瑾图/何颖

暨南大学

公众号ID：jinandaxue1906

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10月14日，暨南大学首次以第一完成单位在《自然光子学》（Nature Photonics，其最新影响因子为38.77）以“Synthetic Helical Dichroism for Six-Dimensional Optical Orbital Angular Momentum Multiplexing”为题在线发表最新研究成果。

该成果由暨南大学光子技术研究院和信息科学技术学院组成的联合研究团队完成，我校首届光学工程博士生欧阳旭以及徐毅教授为该工作的共同第一作者，李向平教授以及上海理工大学顾敏院士为共同通讯作者。此外，我校关柏鸥教授、曹耀宇教授等合作者也为这项研究做出了贡献。

该研究以光作为载体实现大容量信息复用技术，有望为下一代高密度光存储技术提供新的研究思路。

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根据国际数据中心的报告显示，人类社会到2025年数据总量将达到175ZB。相对于电信号，以光子作为信息传输载体具有大带宽、低能耗、高并行性等方面的优势，正逐渐成为应对大数据时代海量信息传输、处理和存储的重要方案之一。作为光波的基本属性，通过对其偏振、振幅、相位及频率等参量的多维调控可以操控光波与传输载体相互作用的特性，为大容量信息技术提供了全新的自由度。随着光子学技术的发展，器件尺寸逐步小型化，传统的光场调控技术逐渐趋向瓶颈。作为信息的重要载体之一，光的波长、偏振、振幅等物理维度可以建立正交的数据通道，利用光的物理维度复用可以提高光信息技术的容量和安全性。随着光信息技术的发展，数据的编码几乎耗尽了现有的波长、偏振、振幅等物理维度，光信息复用的容量正迅速接近其极限。至20世纪初科研家认识到光子携带轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)可以作为光子复用的新维度以来，利用相位涡旋光场开发光子轨道角动量的复用技术方兴未艾。然而，微纳尺度下光子轨道角动量的操控和复用与宏观尺度对应的自由空间及光纤截然不同，揭示深亚波长尺度下OAM光场与物质相互作用的新机制和复用新技术，成为发展下一代光子器件亟待解决的关键科学难题。

欧阳旭等人的研究首次揭示了颗粒产生依赖于拓扑荷的吸收差异从而形成螺旋二色性(Helical Dichroism, HD)的新物理现象。结合研究团队学科交叉优势，率先实现了世界首例六维光信息复用技术。

该研究结果表明，OAM复用作为一个理论上具有无限自由度的物理维度可以在纳米尺度光信息编码和调控等领域具有重要作用。与此同时，该工作为开发光的OAM维度以控制光与物质的相互作用开辟了新途径，其机制也可以推广应用至其它相关光学系统, 不仅可以促进基于OAM的基础科学研究，而且可以为基于OAM的高维量子纠缠、高容量信息存储和光学加密等相关应用提供新的研究思路。

值得一提的是，李向平教授团队今年6月14日，刚依托暨南大学以共同第一作者和共同通讯发表暨南大学首篇《自然纳米技术》（Nature Nanotechnology，其最新影响因子为39.2）的高影响力原创论文。

个人简介

NaturePhotonics主要作者团队

左一欧阳旭左二徐毅左三李向平左四曹耀宇

李向平，暨南大学光子技术研究院教授。2009年获斯威本科技大学光子学博士学位。2011-2014年获得澳大利亚研究委员会优秀青年项目资助(ARC APD fellowship)。2013年荣获维多利亚州政府优秀青年称号(Victoria Fellowship). 2014年10月再次荣获澳大利亚研究委员会优秀青年项目资助 (ARC DECRA fellowship). 2015年入选海外高层次人才引进计划青年项目，受聘暨南大学光子技术研究所, 担任教授及博士生导师。同年荣获基金委优青人才计划资助. 主要研究领域包括等离激元、超构表面、超分辨及多维光存储技术等。在包括Science(1)、Nature Photonics(2)、Nature Nanotechnology(1)、Nature Communications(7)、Science Advance(1)、Light Science & Applications(4)、Nano Letters(3)、Advanced Materials(2)、Acs Nano(2)、Advanced Functional Materials、Laser Photonics Reviews、Optica 等国际期刊发表论文120余篇。