【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所超強(qiáng)激光科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)，在強(qiáng)場量子幾何與偏振調(diào)控領(lǐng)域取得重要突破。研究團(tuán)隊(duì)通過動(dòng)力學(xué)對稱性工程與量子幾何相位操控，首次實(shí)現(xiàn)了對固體高次諧波手性與橢圓度的全光學(xué)任意調(diào)控。相關(guān)成果以“Chiral high-harmonic generation via subcycle symmetry engineering”為題發(fā)表于Physical Review Letters，并在PRL首頁作為亮點(diǎn)展示，同時(shí)獲美國物理學(xué)會(huì)《物理》(APS Physics)專題報(bào)道。
 

　　偏振調(diào)控通常依賴雙折射波片等無源光學(xué)元件，但其工作波段受材料透明窗口限制，調(diào)控速度也受制于機(jī)械旋轉(zhuǎn)。高次諧波產(chǎn)生(HHG)能夠產(chǎn)生短波長相干光，但其偏振態(tài)受到角動(dòng)量守恒和材料對稱性的制約。因此，如何突破材料和對稱性限制，實(shí)現(xiàn)短波長光源偏振態(tài)的快速靈活調(diào)控，是強(qiáng)場光物理領(lǐng)域的重要問題。
 

　　該工作的核心創(chuàng)新在于利用光場主動(dòng)操控量子幾何，實(shí)現(xiàn)高次諧波偏振調(diào)控。研究團(tuán)隊(duì)采用相位鎖定的ω–2ω雙色場，通過調(diào)節(jié)相對相位和強(qiáng)度比，打破驅(qū)動(dòng)光場的時(shí)間反演與半周期平移聯(lián)合對稱性，調(diào)控電子動(dòng)力學(xué)中的量子幾何相位，從而產(chǎn)生原本受對稱性禁戒的偏振分量，實(shí)現(xiàn)諧波橢圓度和手性的連續(xù)調(diào)控。
 

　　實(shí)驗(yàn)上，團(tuán)隊(duì)以拓?fù)浣^緣體Bi2Se3、Rashba半導(dǎo)體BiTeI以及層狀半導(dǎo)體GaSe等典型材料驗(yàn)證了該方案的普適性。通過調(diào)節(jié)雙色場相對相位，諧波的偏振態(tài)可在右旋圓偏振、線偏振和左旋圓偏振之間連續(xù)切換，實(shí)現(xiàn)了飛秒尺度的超快偏振調(diào)控。該方法還可拓展至多個(gè)諧波級(jí)次，并有望覆蓋真空紫外至極紫外等更短波長范圍，為傳統(tǒng)波片難以覆蓋的光譜區(qū)域提供新的偏振調(diào)控手段。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)長期聚焦強(qiáng)場光波驅(qū)動(dòng)的固體高次諧波產(chǎn)生與超快動(dòng)力學(xué)研究，圍繞拓?fù)浔砻鎽B(tài)高次諧波產(chǎn)生[Nat. Phys. 17, 311 (2021)]、非絕熱量子幾何演化[Phys. Rev. Lett. 133, 243801 (2024)]及二維材料超快光波電子學(xué)[Phys. Rev. B 112, 174306 (2025)]等開展了系列工作。此次研究進(jìn)一步拓展了動(dòng)力學(xué)對稱性與量子幾何在非線性光偏振調(diào)控中的應(yīng)用。美國物理學(xué)會(huì)Physics雜志以“Tuning Light Polarization with Quantum Geometry”為題進(jìn)行了專題報(bào)道，指出該方法區(qū)別于傳統(tǒng)雙折射偏振技術(shù)，并有望用于手性分子光譜和基于偏振自由度的超快光信息存儲(chǔ)。
 

　　相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國科學(xué)院青年促進(jìn)會(huì)和中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃等的支持。
 

　　引用：上海光機(jī)所在量子幾何調(diào)控高次諧波偏振方面取得重要進(jìn)展 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所 【引用時(shí)間：2026年9月22日】