【创新前沿】Nature Photonics报道我校在无磁光学非互易研究领域新进展

    近日，我校理学院龚尚庆、钮月萍团队联合南京大学和新加坡国立大学，在无磁非互易光学器件研究方面取得新进展。国际权威学术期刊Nature Photonics以“Thermal-motion-induced non-reciprocal quantum optical system”为题，在线发表了该项研究成果。

    光在一般介质中具有双向传输的互易性，而在光子集成系统中，对光的单向控制是经典和量子信息处理最基本的要求之一，以此为基础的光隔离器、环形器以及非互易移相器等一直是研究的重点。目前比较成熟的非互易器件一般都基于材料的磁光特性，通过法拉第旋光效应实现，但是需要外加强磁场，限制了它在小型化和集成化系统中的应用。

    在量子器件的研究中，热运动往往扮演了破坏者的角色，因此通常需要各种冷却机制降低热运动带来的影响。不同于传统的做法，研究人员反其道而行之，积极利用这一本需要抑制的热运动，成功实现了光学非互易效应。通过巧妙的设计，将一束控制光场作用在室温下的碱金属气体上，当信号光和该控制光场同向传输时，系统会处于一种特殊的量子状态，从而可以顺利通过；当信号光和控制光反向传输时，利用热运动去破坏这种特殊的量子状态，从而阻止信号光通过。该方案具有可集成、可推进至单光子水平以及实验要求简单等诸多优势。

    该团队的博士研究生张示城、胡依奇为论文共同第一作者，林功伟副教授、钮月萍教授和南京大学夏可宇教授为论文共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金委、科技部、上海市科委的基金支持。

    原文链接： https://doi.org/10.1038/s41566-018-0269-2 。