近日，我院先进材料与精细光谱课题组在有机晶体微腔中极化激元凝聚的偏振态调控方向取得重要进展，相关工作“Polarization manipulation of polariton condensates in organic microcavities”以河北大学为第一单位发表在光学著名期刊《Laser & Photonics Reviews》，2022级硕士研究生王彬为第一作者，我院任佳欢博士、赵晓辉副教授、首都师范大学廖清教授、帕德博恩大学马学凯教授和中国科学院顾春玲研究员为共同通讯作者。
当前，光子偏振或自旋操纵在现代光学中具有广泛而关键的应用。在量子通信中，光子的偏振态被用作量子比特的信息载体，通过偏振编码实现量子密钥分发，其显著提升了通信安全等。然而在基础研究领域，光子在平面微腔中的严重色散不可避免地引入了对激子极化激元凝聚有效自旋操纵的限制，尤其在精确控制其波长依赖性这一问题中显得尤为突出。鉴于此，研究团队通过有机DPAVBi晶体填充的微腔中实现了激子极化激元凝聚的伪自旋操纵。通过调节非共振泵浦激光的入射波矢量，可以连续操纵激子极化激元凝聚的出射能量、偏振和角度，并且单独的左旋或右旋圆偏振凝聚可以选择性的出现在特定波矢上（如图所示）。将有机晶体DPAVBi制作成法布里-珀罗微腔结构，利用非共振线偏振的飞秒脉冲激光对有机微腔进行泵浦，通过调节泵浦光的入射波矢量实现了连续操控极化激元激光的波长、波矢方向和偏振态。并且实现单个左旋或右旋圆偏振极化激元激光在特定波矢方向下的出射。激子极化激元和光子自旋轨道耦合的结合为激子极化激元凝聚的多维参数调控方面提供了更大的灵活性，包括自旋域、光谱域和空间域。这为基于自旋的逻辑器件、自旋开关和集成芯片的开发提供了一种有效的方法，也为探索拓扑光子学和手性光学等方向发挥了主导作用。
该研究工作得到了国家自然科学基金、河北省教育厅、河北大学高层次人才启动经费的大力支持。
全文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202402217
