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Spin-Symmetry Breaking Through Metasurface Geometric Phases

物理 几何相位 角动量 极化(电化学) 自旋(空气动力学) 相(物质) 自旋极化 对称性破坏 自旋霍尔效应 对称(几何) 镜像对称 量子力学 凝聚态物理 量子电动力学 电子 几何学 化学 物理化学 热力学 数学
作者
Guo Dong Bai,Qian Ma,Rui Qi Li,Jing Mu,Hong Bo Jing,Lei Zhang,Tie Jun Cui
出处
期刊:Physical review applied [American Physical Society]
卷期号:12 (4) 被引量:36
标识
DOI:10.1103/physrevapplied.12.044042
摘要

Studies of geometric phases arising in metasurfaces have focused on the Pancharatnam-Berry (PB) phase, locking spin states to a symmetric profile. This work shows how to realize instead the Aharonov-Anandan (AA) phase, by mimicking a single ballistic Aharonov-Bohm ring with metastructures. Spin-symmetry restriction is broken by combining the AA and PB phases, and the merged phase can impose a desired phase profile on an arbitrary polarization, enable manipulation of the photonic spin Hall effect, superpose spin-\textonehalf{} charges, and break the conjugate constraints of output orbital-angular-momentum modes. These results have significant potential for polarization control and spin-enabled optics.
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