深圳大学纳米光子学研究中心袁小聪团队Laser & Photonics Review：对称性，守恒定律和光学手性自旋结构

图2. 光学斯格明子的动力学性质。涡旋拓扑电荷l=+3时，光学斯格明子的(a)正则动量，(b)自旋动量和(c)三种动量的一维曲线图；(d)正则群速度和(e)总群速度。虚线圆表示l/k0r=1的区域。

最后，对于镜面对称性破缺的光学界面系统，其存在沿界面法线方向的旋转对称性。根据诺特定理可以知道，对于力学体系的每一个连续的对称变换，都有一个守恒量与之对应。因此，系统的法线方向总角动量(J n )是守恒的。并且，处在该光学系统的任意局域自旋矢量发生任意微小的变化都有可能打破这种守恒性质，即系统的法线方向总角动量对自旋矢量的方向角的变分为零：

上式右边的三项可分别视为表面波交换能量项、光界面诱导的各向异性项和DMI项。

图3. 类斯格明子自旋结构的理论和变分结果的比较。量子数分别为(a) l=+1和(b) l =-1。

通过计算上述变分方程，可以得到和模式理论求解一致的自旋纹理结构，从而论证了光学自旋纹理结构的形成源于系统的角动量守恒性质，其局域自旋矢量分布与亚光速能流传输性质密切相关，且光学自旋纹理结构的稳定性受到系统对称性保护。

WILEY

论文信息：

Symmetry-Protected Photonic Chiral Spin Textures by Spin–Orbit Coupling

Peng Shi,Luping Du,Mingjie Li,Xiaocong Yuan

Laser & Photonics Review

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期刊简介

Laser & Photonics Reviews 是一份双月刊同行评审科学期刊，涵盖光学科学各个方面的研究，由Wiley-VCH出版，包含综述、论文、快讯文章等内容，2019年影响因子10.655。

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