北京大學(xué)物理學(xué)院、納光電子前沿科學(xué)中心、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點實驗室肖云峰教授和龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組與北京師范大學(xué)物理學(xué)系、應(yīng)用光學(xué)北京市重點實驗室陳建軍教授合作，首次提出并實驗證明了在相空間中的微腔光場操控，為光學(xué)混沌動力學(xué)的原位研究和新型光子學(xué)器件研發(fā)提供了全新思路。2021年12月28日，相關(guān)研究成果以《通過裁剪相空間實現(xiàn)混沌微腔光子輸運調(diào)控》（Regulated photon transport in chaotic microcavities by tailoring phase space）為題，發(fā)表于《物理評論快報》（Physical Review Letters）。 7i5B=y7b  
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微腔光場調(diào)控在基礎(chǔ)光物理研究和先進光學(xué)技術(shù)發(fā)展中具有重要意義。通常的微腔光場調(diào)控研究主要在實空間或動量空間中進行，雖已被成功應(yīng)用于量子光學(xué)、精密測量等諸多領(lǐng)域，但迄今仍無法充分發(fā)揮優(yōu)勢。為了完備描述一個物理系統(tǒng)的動力學(xué)特征，必須同時涵蓋動量和空間維度的信息，“相空間”的概念應(yīng)運而生，其對統(tǒng)計力學(xué)、混沌物理等學(xué)科的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。上個世紀90年代，相空間被首次引入微腔光子學(xué)研究，為非對稱光學(xué)微腔內(nèi)的動力學(xué)軌道研究構(gòu)造出一幅直觀、清晰的物理圖像。然而，對于非對稱微腔的光場調(diào)控，人們一般通過調(diào)整腔的邊界形狀改變對應(yīng)的相空間來實現(xiàn)；這種全局性的調(diào)控雖然能夠研究部分腔形依賴問題，但它無法原位控制的特點仍然制約著非對稱腔領(lǐng)域的發(fā)展，尤其是對相空間中特定動力學(xué)過程的探索。 (bm^R-SbB  
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聯(lián)合研究團隊通過在非對稱微腔內(nèi)引入特定的局域結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對相空間中動力學(xué)軌道的精確“裁剪”（下圖），從而為操縱光子輸運提供了新的可能。研究結(jié)果表明：在時域上，微腔光場的局域性質(zhì)得到了有效調(diào)控，使得對應(yīng)的光學(xué)模式品質(zhì)因子得到數(shù)量級的增強；在空域上，微腔光場的出射特性得到了精確操控，從而實現(xiàn)了遠場出射分布的整形。進一步，研究人員在實驗上采用片上膠體量子點激光器，成功驗證了裁剪相空間的光場調(diào)控方法對微腔激光器腔模出射特性的有效控制。這項工作為動力學(xué)局域、人工勢壘等微腔光場動力學(xué)研究構(gòu)造了如手術(shù)刀般精密的操控工具，同時也為光學(xué)神經(jīng)元、多功能激光器等基于微腔的片上光子學(xué)器件開辟了一條新的設(shè)計思路。 k(H&Af+  
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論文的共同第一作者為北京大學(xué)物理學(xué)院2017級博士研究生錢焰軍、2016級博士劉慧和北京大學(xué)“博雅”博士后曹啟韜，共同通訊作者為肖云峰教授和北京師范大學(xué)陳建軍教授，合作者還包括新加坡國立大學(xué)仇成偉教授和德國馬格德堡大學(xué)Jan Wiersig教授等。 3ynkf77cn  
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上述研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、北京市科技計劃、博士后創(chuàng)新人才支持計劃，以及極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心和北京大學(xué)高性能計算中心等支持。 f )Lc
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相關(guān)鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.273902 .!q_jl%U  
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