Multi-degree-of-freedom hybrid optical skyrmions
针对自由空间难以生成多种光学斯格明子的问题，本文提出利用环形光阑截断矢量光束并调控自旋-轨道耦合，在同一结构光场中实现电场、自旋和 Stokes 杂化斯格明子。
2024-09-09 physics.optics
Inverse-Designed Metasurfaces for Compact Optical Skyrmion Generation with High Topological Fidelity
Hanyang University（汉阳大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）
本文提出一种反设计超材料，用于生成高拓扑保真度的紧凑型光学反旋子，通过拓扑优化方法设计硅超材料，实现无需额外光学元件的反旋子生成。
2026-03-25 physics.optics
Construction of Optical Spatiotemporal Skyrmions
本文提出并实验验证了基于横向轨道角动量的皮秒脉冲时空斯格明子，其涵盖所有偏振态且无垂直螺旋扭转，具有更强稳定性，拓展了斯格明子家族并推动光学计量、传感与数据存储应用。
2025-03-10 physics.optics
Optical skyrmions and other topological quasiparticles of light
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Shenzhen University（深圳大学）；King’s College London（伦敦国王学院）
本文综述了光Skyrmions的最新研究进展，探讨了其生成、拓扑控制及在多种光技术中的应用与挑战。
2024-01-04 physics.optics
Optical Skyrmions of Vortex Darkness
本文揭示了一类自然存在于光学涡旋相位奇点周围的Gauss-Stokes光学斯格明子，无需整形矢量光束或叠加空间模式与偏振，并通过聚焦场实验证实了其预测特征。
2025-01-28 physics.optics
Engineering of Tunable Topological Texture Transformation in Optical Skyrmions and Bimerons using Enantiomeric Excess
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）
提出并实验验证了通过结构矢量涡旋光束与手性介质相互作用，利用对映体过量调控实现光学斯格明子纹理在布洛赫、尼尔等状态间动态转换的方法，展示了拓扑守恒性及对高阶纹理的鲁棒性。
2026-06-16 physics.optics
Néel-type optical skyrmions inherited from evanescent electromagnetic fields with rotational symmetry
光学Skyrmions是由覆盖整个4π立体角的三维矢量场形成的拓扑结构的光学模拟，但被限制在二维（2D）域中，由于其在高密度数据传输、存储和处理中的潜在应用，最近引起了越来越多的兴趣。虽然在自由空间传播和近场倏逝电磁场中使用不同的场矢量已经成功地证明了光学Skyrmion，但是关于光学Skyrmion的产生和控制以及它们与电磁场的一般相关性的研究仍然处于起步阶段。在这里，我们从理论上提出，具有旋转对称性的倏逝横磁极化（TM极化）电磁场实际上是电场矢量的Néel型光学skyrmion。这样的光学skyrmions保持旋转对称性，是独立的操作频率和介质。我们的建议是通过数值模拟和实空间纳米成像实验进行了验证的石墨烯单层。因此，这样的发现不仅可以加深我们对EM拓扑纹理的形成机制的理解，而且还可以为可能影响未来信息技术的EM skyrmions的简易构建提供指导。
2023-03-08 physics.optics
Topological Protection of Optical Skyrmions through Complex Media
本文通过证明光学斯格明子的拓扑性质源于其边界结构，从理论和实验上验证了其在满足边界条件下对复杂偏振扰动的鲁棒性，为光通信和光子计算应用提供了基础。
2024-08-06 physics.optics
Dynamically Reconfigurable Optical Skyrmions Enabled by a Silicon Microring Optical Phased Array for Robust Free-Space Communication
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
本文提出一种硅微环谐振器光学相位阵列，实现紧凑平台的主动拓扑重构，通过可控相位控制实现Skyrmions类型切换，并在湍流中展示拓扑观测比标量OAM更稳健。
2026-05-11 physics.optics
The optical generation and continuous transformation of plasmonic skyrmions
本文针对拓扑准粒子在信息存储等领域的应用需求，通过聚焦结构光激发银膜表面等离子体激元并结合对称孔径约束，实现了等离子体斯格明子的光学产生、晶格构建及连续变换，揭示其机制并优化分布，为相关拓扑纹理应用开辟新路径。
2024-11-30 physics.optics
Theory of paraxial optical Skyrmions
本文借助与超流体He³-A相的数学类比，建立了傍轴光学斯格明子理论，并发现了其他物理领域中没有对应物的非整数斯格明子数偏振结构。
2024-04-17 physics.optics
Perturbation-resilient integer arithmetic using optical skyrmions
University of Oxford（牛津大学）；Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（新加坡科技研究局）
本文提出并实验验证了利用光学斯格明子的离散拓扑数进行抗扰动整数运算的方法，无需外部能量输入，为光子计算提供了新途径。
2025-10-26 physics.optics
Skyrmions in scalar fields of non-Hermitian optical microcavities: spontaneous formation, nonlinear control, and optical forces
Paderborn University（帕德博恩大学）；Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀亚特光学科学学院）；Department of Physics, University of Arizona（亚利桑那大学物理系）；University of Stuttgart（斯图加特大学）
本文在激子-极化激元凝聚体中，通过非共振激发自发产生孤立斯格明子和自组织斯格明子晶格，利用增益损耗诱导的相位曲率和极化子流实现拓扑光场的主动控制。
2026-06-01 physics.optics
Embarking on a skyrmion Odyssey
本文探讨了光学 Skyrmion 这一前沿课题，指出其将非奇异拓扑缺陷概念引入拓扑光子学，为光物质相互作用、光学计量和通信等领域提供了额外自由度。
2024-03-24 physics.optics
Programmable generation of optical skyrmions on a silicon photonic chip
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；The University of Hong Kong（香港大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
该研究在硅光子芯片上集成可编程马赫-曾德尔干涉仪网络与多维光栅发射极，实现了多种光学 skyrmion 及 bimeron 的高效可编程生成，为下一代通信和传感系统提供了新方案。
2026-09-01 physics.optics
Mixing Skyrmions and Merons in Topological Quasicrystals of Evanescent Optical Field
该研究从理论上证明倏逝光场中可存在同时包含 Néel 型斯格明子与半子、并具奇偶点群对称性的拓扑准晶，为构建光的混合拓扑态提供新思路。
2024-09-05 physics.optics
Optomagnetism with plasmonic skyrmion
本文研究等离激元 Néel 斯格明子的光磁效应，证明聚焦径向偏振涡旋光束产生的斯格明子最适合在金薄膜中诱导静磁场，为全光磁化翻转等应用提供新自由度。
2024-04-04 physics.optics
Optical skyrmion lattices accelerating in free space
Harbin University of Science and Technology（哈尔滨理工大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本研究利用Airy结构光实现了自由空间中首个自加速的光学Skyrmion晶格，展示了其在拓扑稳定性和信息处理中的潜力。
2025-01-09 physics.optics
Tailoring ultra-high-order optical skyrmions
本文提出在结构光系统中生成和调控最高400阶超高阶光学斯格明子的方法，实验实现了拓扑态转变、横向尺寸任意裁剪及传播稳定性，为高容量拓扑鲁棒通信与存储提供新方案。
2025-05-06 physics.optics
High-speed electrically driven liquid-crystal compact optical skyrmion encoder
National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University（南京大学工程与应用科学学院）；Centre for Disruptive Photonic Technologies, School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与数学学院）；School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）
提出基于图案化液晶自旋轨道器件的高速可切换光学斯格明子发生器，通过电压调控液晶延迟实现斯格明子态与非斯格明子态的可逆切换，响应时间达毫秒级，循环速率约403 Hz，并展示了图像编码解码应用。
2026-06-18 physics.optics
Optical Skyrmions in Waveguides
本文首次证明导电波导中光学斯格明子拓扑保护由拓扑稳定模式决定，并提出广义斯格明子数以恢复保护，为波导高维信息操控开辟新途径。
2025-05-10 physics.optics
Decoupling of topology and texture in optical skyrmions under turbulence
Duke University（杜克大学）
本研究通过实验和模拟揭示了在湍流中光学Skyrmions的拓扑保护与偏振纹理之间的解耦现象，展示了拓扑不变量与纹理信息的层次化稳健性。
2026-03-02 physics.optics
Dynamic manipulation of graphene plasmonic skyrmions
针对光学斯格明子空间结构调控受限且不连续的问题，提出基于石墨烯电可调特性连续调控石墨烯等离子体斯格明子拓扑态的方法，为新型集成光子器件提供可行途径。
2023-06-26 physics.optics
Closed forms for spatiotemporal optical vortices and sagittal skyrmionic pulses
本文针对时空光学涡旋（STOVs），通过微分算子作用于复焦点脉冲推导出严格满足麦克斯韦方程组的解析表达式，并利用射线图像解释传播变形，最终提出覆盖所有横向偏振态的矢状面斯格明子脉冲。
2024-06-04 physics.optics
Skyrmions based on optical anisotropy for topological encoding
Department of Engineering Science, University of Oxford（牛津大学工程系）
本文提出一种参数空间降维技术，扩展了天空应子框架到高维流形，通过光学各向异性直接编码天空应子结构，展示了拓扑保护的信息存储应用及60°规则。
2026-03-16 physics.optics
Topological Momentum Skyrmions in Mie Scattering Fields
该研究探索了光场基本动量矢量中的拓扑结构，揭示多极米氏散射场产生的坡印廷矢量等场可形成斯格明子和梅龙拓扑纹理，且其对扰动和缺陷具有无条件拓扑稳定性，为光学力等相关研究提供新方向。
2024-11-27 physics.optics
Optical Quasiparticles: Skyrmions, Bimerons and Skyrmionic Hopfions in Paraxial Laser Beams
本文综述傍轴矢量激光束中光学斯格明子、双半子及斯格明霍普夫子的拓扑织构、实验生成技术与基础及应用前景。
2025-02-15 physics.optics
Subdiffraction confinement and non-diffractive propagation of optical Stokes skyrmions enabled by a super-oscillatory metalens
针对高数值孔径下光学斯托克斯斯格明子传播受限的问题，提出利用单个等离子体超透镜生成兼具亚衍射约束与非衍射传播的斯格明子针状场，实验验证了长达5λ的传播，为无衍射信息传输开辟新途径。
2025-09-24 physics.optics
Synthesis and observation of optical skyrmionic structure in free space
Skyrmion的特征是拓扑整数，它是一种对局部扰动拓扑稳定的结构。Skyrmions在磁存储系统中的巨大潜力引起了物理学家的极大研究兴趣。近年来，光学Skyrmion被发现并具有一些优异的性质。然而，这些光学skyrmions已被观察到，例如，在表面等离子体，包括倏逝波。这种类型的光学skyrmion是难以操纵的，也难以在实际中应用。在这项工作中，我们实现了几个不同的skyrmion数的skyrmion光学结构中的自由空间线性光学系统。由于使用自由空间光学操作的便利性，除了Skyrmion的原始应用之外，Skyrmion光学结构也可以广泛应用，例如，使微小物体的操纵或长距离传播成为可能。
2021-03-25 physics.optics quant-ph
Microcavity-based Generation of Full Poincaré Beams with Arbitrary Skyrmion Numbers
一束完整的庞加莱（FP）光束在其横截面上具有所有可能的光学自旋态，这构成了Skyrmion的光学模拟。到目前为止，FP光束已经完全使用体光学器件产生。本文提出了一种基于光学微腔的FP光束产生方案。我们将两个不同角度的光栅沿着手征线放置在微腔上，并产生一个FP光束作为两个光束的叠加，具有受控的自旋和轨道角动量。我们数值计算表明，FP光束定制skyrmion数可以从这个设备中产生，开辟了一条路线，开发紧凑的光源具有独特的光学自旋场。
2020-06-28 physics.optics
Magneto-optical Skyrmion for manipulation of arbitrary light polarization
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shanghai University（上海大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本研究提出一种磁光天空之王平台，实现对谐振腔本征模的全偏振控制，并展示动态可调偏振纹理的BICs及高性能偏振选择性发射和传输。
2025-12-31 physics.optics
Topological structures of energy flow: Poynting vector skyrmions
该研究在反向传播柱矢量涡旋光束的焦区发现坡印廷矢量形成的斯格明子及其Néel–Bloch–Néel转变，并指出其类型可由相干叠加电磁场分量的相位奇点判定。
2023-06-08 physics.optics
Diffraction-free natural optical skyrmions and their subwavelength confinement around vortices
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（科学技术研究局）；Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（西班牙国家科研委员会）
研究发现光涡旋中存在自然斯格明子可实现无衍射传播，在光波长以下横向限制下均可，实验观察到远超预期的长距离无衍射传播，提供了新的非衍射传播形式，为应用带来新视角。
2026-07-27 physics.optics
Partial coherence control delivers skyrmionic topological resilience and transitions
Shandong Normal University（山东师范大学）；Soochow University（苏州大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
研究将光涡旋扩展到非相干光学场，揭示空间相干性对拓扑稳定性的作用，并展示通过工程部分相干性实现拓扑相变。
2026-09-01 physics.optics
Magnetic Skyrmion Encoding by Structured Light
Great Bay University（大湾区大学）；Great Bay Institute for Advanced Study（大湾区高等研究院）；Guangzhou University（广州大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；National University of Defense Technology（国防科技大学）
通过结构光实现磁性Skyrmion的超快全光学编码，建立光与磁性的拓扑联系。
2026-01-30 physics.optics
Optical skyrmions from metafibers
本文利用光纤实验室技术设计超构光纤集成的光子斯格明子发生器，成功产生高质量光学斯格明子并实验验证其深亚波长拓扑稳定性与可调性，为超分辨显微和信息传输提供新平台。
2024-05-03 physics.app-ph physics.optics
All-optical analogue of anti-skyrmions and anti-merons in difference-frequency-generation process
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）
本文在差频产生过程中，通过反PT对称破缺动力学，展示了反斯格明子状和反梅伦子状拓扑非平凡光学模拟的存在。
2026-06-17 physics.optics
The robustness of skyrmion numbers of structured optical fields in atmospheric turbulence
本研究通过数值模拟证实光学斯格明子场的斯格明子数对大气湍流具有鲁棒性，且矢量结构化光场的两个方位角指数绝对值差越大抗扰性越强，为其在噪声信道光通信等领域的应用提供了新可能。
2024-10-08 physics.optics quant-ph
Generation and control of extreme ultraviolet free-space optical skyrmions with high harmonic generation
本文提出通过高次谐波产生极紫外自由空间光学斯格明子，利用全庞加莱光束实现拓扑纹理的完全操控，生成多种类型斯格明子，推动拓扑光学在非线性过程及超快自旋电子学中的应用。
2023-08-10 physics.atom-ph physics.optics
Skyrmions with customized intensity distribution and trajectory
该研究首次将角谱理论引入光学斯格明子的生成，结合相移理论实现了对多种类型斯格明子强度分布与轨迹的独立定制，促进了粒子操控和高密度存储应用。
2025-08-13 physics.optics
Deep diffractive optical neural networks for detecting Skyrmionic topologies of light
University of the Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学）
本文提出了一种深度衍射光学神经网络，用于检测光的Skyrmionic拓扑结构，通过空间模式基底减少训练变量，实现高精度检测和实际应用。
2025-12-11 physics.optics
Bloch-type photonic skyrmions in optical chiral multilayers
Shenzhen University（深圳大学）
本研究通过量子自旋霍尔效应预测在手性材料中存在光子布洛赫型天空之王，拓展了光子天空之王的家族，并揭示了光子与磁性天空之王在手性特征上的相似性。
2020-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Analysis of the Topology of a Plasmonic Target-Skyrmion Texture
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Center for Nanointegration, Duisburg-Essen (CENIDE)（杜伊斯堡-埃森纳米集成中心（CENIDE））；University of Stuttgart（斯图加特大学）
研究等离子体纳米焦点中径向延伸的交替斯格明子和反斯格明子纹理，利用光发射电子显微镜和矢量偏振测量进行电场矢量及其拓扑的时空重建，证实斯格明子数振荡行为，表明非紧致场无法指定全局斯格明子数。
2026-07-17 physics.optics
Can non-orthogonal bases form stable skyrmionic beams?
South China Normal University（华南师范大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
本文发现即使空间模式和偏振均非正交，仍可形成传播稳定的光学斯格明子光束，通过Hermite-Gaussian和Laguerre-Gaussian模式的混合叠加实现纵向动力学控制，重新定义了光学斯格明子的拓扑稳定性。
2026-06-12 physics.optics
Observation of Moiré Plasmonic Skyrmion Clusters
本文提出并实验验证了莫尔等离激元斯格明子簇，通过扭转电子学工程实现晶化与准晶化光学斯格明子晶格，并利用其拓扑变化精确指示复合纳米结构的对准偏差。
2025-05-11 physics.app-ph physics.optics
Magnetic Skyrmion Interacting with Optical Skyrmion
Waseda University（早稻田大学）；University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本研究探究单个磁斯格明子与光学斯格明子束的相互作用，识别出三种非线性动力学模式，明确光学驱动力各分量的作用，揭示三维空间中耦合的相位特性，为光磁控制提供新途径。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological resilience of optical skyrmions in local decoherence
本研究通过分析和数值方法证实，由具有两个耦合自由度的单束经典光束形成的光学斯格明子在局域退相干下具有拓扑韧性，其性质与初始状态无关，且非均匀连续退相干信道也能维持其拓扑稳定性，为相关应用提供基础。
2025-08-22 physics.optics quant-ph
Topological optical skyrmion transfer to matter
本研究首次实现了将光学斯格明子的拓扑高保真地转移至冷原子气体中，验证了拓扑荷在非传播状态下的保持，为拓扑光子态存储开辟了新途径。
2025-03-28 physics.atom-ph physics.optics
Optical-controlled ultrafast dynamics of skyrmion in antiferromagnets
该工作通过数值和解析方法证明，光学涡旋可在反铁磁体中超快（约皮秒）生成/擦除斯格明子，并利用轨道角动量驱动其旋转和霍尔运动，旋转方向可由光频率调控。
2023-06-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Storage and retrieval of optical skyrmions with topological characteristics
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Huzhou University（湖州学院）；Hiroshima University（广岛大学）
研究通过双路径电磁诱导透明记忆在冷 rubidium 氓中存储和检索光学Skyrmion，证明其拓扑数在存储时间达数微秒时保持不变，为拓扑保护光子技术奠定基础。
2025-12-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Topologically robust programmable logic arrays using light and matter skyrmions
Department of Engineering Science, University of Oxford（牛津大学工程系）；Tsinghua University（清华大学）
本文提出了一种基于光和物质拓扑结构的可编程逻辑数组架构，利用拓扑稳健的光学原语实现高效计算并验证其鲁棒性。
2026-02-05 physics.optics
Freespace twistronics for optical supertopologies
Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出自由空间扭转电子学，用具有拓扑纹理的三维传播光场替代二维材料层，生成多种新型高维光学拓扑，并展示其长距离无衍射和抗扰动特性，为高容量鲁棒信息传输与加密开辟新途径。
2025-11-10 physics.optics
Evolution of the Stokes parameters, polarization singularities, and optical skyrmion
从偏振奇异性的角度，通过分析由非线性薛定谔方程导出的斯托克斯参量的演化方程，给出了偏振光的物理理论。本文从两个方面对该问题进行了研究：第一个方面是单模斯托克斯参量的研究，即用传输距离$ z $来描述单模斯托克斯参量。偏振奇点的轨迹简单地由满足以下规则的点给出：$ S_3 (z) = +(-)S_0 $和$ 0 $（$ S_3 $表示斯托克斯参数的第三分量），其在线性和非线性双折射存在的情况下形成以C线为中心被L表面包围的管状表面。指出旋光性（或手征性）是揭示偏振奇异性的“障碍”。另一方面，我们考虑了Stokes参量的场论方面，构造了一个特殊的解，称为光学skyrmion，解释了偏振奇异性，skyrmion形成了一个{tube}，并简要讨论了它的动力学内容。在此工作的基础上，进一步的分析将有望揭示偏振光学的隐藏方面。
2021-02-15 nlin.PS physics.optics
Tunable spatio-spectral Target Skyrmions and topological multiplexing
University of the Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学）；Tampere University（坦佩雷大学）
本文提出利用空间、频率和偏振三个自由度构建可调Space-Spectral Skyrmions，通过拓扑多路复用策略实现不同Skyrmion数的独立编码，展示了单光场中多拓扑通道的信息编码新方法。
2026-05-14 physics.optics
