Observing half and integer polarization vortices at band degeneracies
最近在二维光子晶格动量空间的单重态带上发现了远场偏振涡旋，又称暗态和束缚态。本文从理论上提出并实验验证了光子色散简并点处存在偏振涡旋，其涡旋核可以是辐射亮态。π Berry相的Dirac点产生半荷电涡旋，二次简并产生整数荷电涡旋.利用自制的极化分辨动量空间成像光谱仪，通过跟踪极化矢量的缠绕和等频线的全谱，我们观察到了从一个二次点到一对狄拉克锥的分裂的完整演化过程。
2017-12-26 physics.optics
Revealing the Berry phase under the tunneling barrier
本文通过阿秒精度操控隧穿势垒，在凝聚态体系强场光-物质相互作用中观测到复值Berry相位，揭示了隧穿过程中积累的虚部Berry相位，为几何相位物理和拓扑量子现象的固态强场光计量研究开辟了新方向。
2024-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Berry Phase and Adiabatic Breakdown in Optical Modulator
我们考虑了一种基于环形谐振腔结构的全光纤光调制器。绝热到非绝热过渡的情况下，被认为是在一个往返沿环的几何（Berry）相位突然改变π。讨论了有限线宽光输入对调制器响应度的影响。我们表明，建议的调制器的响应度可以显着提高与优化设计，并与其他配置相比。
2004-12-26 physics.optics quant-ph
Identifying orbital angular momentum of vectorial vortices with Pancharatnam phase and Stokes parameters
本文推导了一个确定矢量涡旋空间变偏振态轨道角动量的显式公式。与标量涡旋不同，矢量涡旋的OAM可以归结为两部分：Pancharatnam相的方位角梯度和SOP的取向角的方位角梯度与Poincaré球上相关立体角的乘积。利用该公式，可以在传统的庞加莱球框架下对光束的OAM进行几何描述。对两种矢量涡进行了数值模拟，验证了所提出的公式，并验证了OAM的几何描述。此外，这一发现将为矢量涡OAM荷的精确表征铺平道路。
2018-10-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Vortex knots in light
当光束被组合时，通常会出现光学涡旋。最近，我们报道了如何将包含光学涡旋的几束激光束组合在一起，形成嵌入光束中的光学涡旋环，链接和结（Leach等人，2004）。在这里，我们详细描述的实验中，涡环形成这些结构。实验结构遵循Berry和Dennis最初提出的理论模型，光束使用可编程空间光调制器合成，并使用CCD相机成像。
2005-01-11 physics.optics
Analysis of the Pancharatnam-Berry phase of vector vortex states using the Hamiltonian based on the Maxwell-Schrödinger equation
从非均匀各向异性介质的Maxwell-薛定谔方程得到的“真”哈密顿量出发，导出了矢量涡旋态的Berry联系，并在实验上实现了相应的Pancharatnam-Berry（PB）几何相位的测量. VVS的PB相（PBP）可分为均相和非均相。均匀和非均匀的偏振带隙分别与传统的偏振带隙和由IA介质（如偏振转换器）给出的空间相关的几何相位有关。我们从理论上探测到非均匀PBP积累源于混合阶庞加莱球的规范依赖性，这为理解光学自旋-轨道角动量转换提供了另一种方法。首次明确观察到的均匀PBP对量子态操纵和信息处理具有重要意义。
2016-02-08 physics.optics
Nano-fabrication and characterization of silicon meta-surfaces provided with Pancharatnam-Berry effect
在本文中，实施的光学元件的形式Pancharatnam-Berry光学被认为是。关于3D体光学和衍射光学，作用于光的动态相位，Pancharatnam-Berry光学元件通过局部操纵入射光束的偏振状态来传递本质上是几何的相位。它们可以被实现为空间变化的亚波长光栅，表现得像不均匀的形状双折射材料。我们提出了一个全面的工作的模拟，实现，和光学特性在电信波长为1310 nm的本构线性光栅单元，其制造已被微调，以获得π相位延迟，并获得最大的衍射效率。由于硅的透明性，红外区域中的光学设计允许使用硅作为候选材料。为了证明组装单个光栅单元以产生更复杂的相位图案的可能性，考虑了两个Pancharatnam-Berry光学元件的实现：闪耀光栅和光学涡旋解复用器。
2018-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Heat transfer mediated by the Berry-phase in non-reciprocal many-body systems
研究了周期驱动下与环境耦合的非互易多体系统热态的绝热演化。在这样的系统中，我们表明，除了动力学阶段的几何相可以存在，它驱动系统的弛豫动力学。与动力学相位相反，几何相位总是将系统推向其平衡态，我们证明了几何相位可以加快或减慢弛豫过程的速度。这些结果在复杂系统的热管理领域具有应用价值。
2022-09-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Generating optical vortex beams by momentum-space polarization vortices centered at bound states in the continuum
光学涡旋（OV）是一种具有螺旋波前和螺旋相位位错的光束。这类梁在各个领域引起了越来越多的兴趣。在这里，我们从理论上提出并实验实现了一种新颖但简单的方法来产生光学涡旋。利用二维周期性结构（如光子晶体板）动量空间中束缚态（BIC）周围固有的偏振拓扑涡旋结构，使光束产生Pancharatnam-Berry相位.这类新的OV发生器在动量空间中运行，这意味着没有真实的空间结构中心。因此，不仅制造而且实际对准将被大大简化。理论上可以实现任意工作波长下的任意偶数阶OV，即准无衍射的高阶准贝塞尔光束。该方法拓展了束缚态在连续介质和拓扑光子学中的应用。
2019-09-27 physics.optics
Topological spin transport of photons: the optical Magnus Effect and Berry Phase
本文提出了一种修正的光滑非均匀各向同性介质的几何光学（GO），它考虑了两种拓扑现象：Berry相位和光学Magnus效应。通过将具有自旋的量子粒子的准经典运动与光滑非均匀介质中电磁波的GO类比，在波动量空间中引入了与简并度相关的标准规范势.这个势对应于类狄拉克场（Berry曲率），它导致光子的拓扑自旋（极化）输运。右旋和左旋螺旋度波的偏差发生在相反的方向上，并垂直于运动的主方向。这就产生了一个穿过主运动的自旋流。这种情况类似于电子的反常霍尔效应。此外，还提出了一个能观察到光子拓扑自旋分裂的简单实验方案。
2004-02-21 physics.gen-ph physics.optics
Simultaneous creation of multiple vortex-antivortex pairs in momentum space in photonic lattices
由于与光子晶格相互作用而产生的光的轨道角动量（OAM）的工程揭示了丰富的物理学并激发了潜在的应用。我们报道了用聚焦高斯光束探测蜂窝和六边形光子晶格，在动量空间中产生规则分布的量子化涡旋阵列的实验。对于蜂窝晶格，涡与狄拉克点相关联，并模仿Berry曲率源。然而，我们表明，由此产生的空间图案的涡旋强烈定义的对称性的波包演变的光晶格，而不是晶格拓扑性质。我们的研究结果揭示了潜在的物理连接的对称性和OAM转换，并提供了一个简单而有效的方法来创建规则分布的多个漩涡的非结构化光。
2022-12-29 cond-mat.quant-gas physics.optics
Breaking of reciprocity and the Pancharatnam-Berry phase for light scattered by a disordered cold atom cloud
本文利用偏振操控元件的非对易性，在无序冷原子云散射光中实现互易性破缺，通过条纹对比度降低和位移观测Pancharatnam-Berry相位，为操控无序介质散射光的路径干涉奠定基础。
2024-01-11 physics.optics quant-ph
Constructing Berry-Maxwell equations with Lorentz invariance and Gauss' law of Weyl monopoles in 4D energy-momentum space
该研究将 Berry 曲率推广至四维能量-动量空间，借助 Lorentz 不变性与 Weyl 磁单极 Gauss 定律构建具有对偶结构的 Berry–Maxwell 方程，并提出三类实验验证效应。
2024-08-14 physics.class-ph physics.optics quant-ph
Shift photocurrent vortices from topological polarization textures
本文提出通过非线性光学响应探测扭曲双层vdW铁电体中的拓扑极化织构，发现位移光电流形成实空间涡旋，且与极化场反平行，为实验观测提供了新策略。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrically tunable Berry curvature and strong light-matter coupling in birefringent perovskite microcavities at room temperature
自旋光电子学领域的基础是对具有强光学非线性的器件中的光子自旋轨道耦合的良好控制。此类设备可能是光电子学新时代的关键，在光电子学新时代，光的动量和偏振自由度与电子器件相互交织并相互连接。然而，通过电子手段操纵光子是一项艰巨的任务，因为它们的电荷中性，并且需要对其介质进行复杂的电光调制。在这项工作中，我们提出了电调谐微腔激子极化激元共振在Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合场在室温下。我们发现，不同的自旋轨道耦合场和减少腔对称性的组合导致可调的Berry曲率的形成，量子几何效应的标志。为此，我们已经实现了一种新的架构的混合光子结构的二维钙钛矿层纳入微腔填充的液晶。我们的工作接口与电子自旋光电子器件相结合的强光物质耦合条件和人工规范场的电气控制。
2022-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
