南开大学两项研究成果入选“2021中国光学十大进展”

5月23日，中国激光杂志社发布“2021中国光学十大进展”。经评审委员会多轮遴选，10项研究进展入选基础研究类，10项研究入选应用研究类，19项成果获得提名奖。在10项“2021中国光学十大进展”基础研究类中，南开大学2个研究项目“PT对称和非厄米拓扑态的非线性调控”及“非线性黄昆方程与太赫兹巨非线性效应的实现”入选，展示了南开大学在光学基础研究中取得的重要成果。

“PT对称和非厄米拓扑态的非线性调控”为南开大学物理科学学院陈志刚教授、许京军教授带领的课题组研究项目。课题组在国际上首次建立了同时具有非线性、非厄米和拓扑特性的光子学平台。研究人员利用自主研发的连续激光直写技术，首次在非线性晶体中制备了一维非厄米拓扑光子晶格，实现了非线性对宇称时间对称性与非厄米拓扑态的调控，并且理论上进一步讨论了非线性效应对非厄米体系中奇异点的影响，以及拓扑态接近奇异点时敏感性和鲁棒性的拮抗效应。研究结果证明，局部非线性效应可以影响和改变系统整体对称性。该成果改变了人们对开放拓扑系统中非线性效应的认识，为非厄米拓扑体系的非线性研究提供了可行的实验平台和新的发展方向。相关研究成果以南开大学为第一完成单位，共同第一作者为南开大学物理科学学院博士生夏士齐、宋道红教授，第一通讯作者为陈志刚教授。

“非线性黄昆方程与太赫兹巨非线性效应的实现”为南开大学物理科学学院吴强教授、许京军教授团队的研究项目。团队在研究过程中，首次将黄昆方程从线性推广至非线性领域，构建出了用于描述受激声子极化激元的非线性黄昆方程，并发现离域的声子极化激元可以极大地增强太赫波的非线性效应。通过设计实验，团队证明了在声子极化激元的作用下，太赫兹波的二阶非线性极化率可以提高五到六个数量级，这一结果也证明了非线性黄昆方程的正确性。这一工作有望在声子极化激元的研究和利用、材料性质调控、太赫兹物理与技术、自旋量子比特的光调控等领域发挥重要的作用。同时，团队的工作还表明，非线性黄昆方程将有可能结合太赫兹声子极化激元与离子晶体，构建新的研究方向。相关研究成果以南开大学为第一完成单位，第一作者为南开大学物理科学学院博士生卢瑶、张琦，第一通讯作者为吴强教授。

据了解，“中国光学十大进展”评选活动由中国激光杂志社于2005年发起，旨在介绍国内科研人员发表的与光学相关的具有重要学术、应用价值的论文，促进中国优秀光学研究成果的广泛传播，推动中国光学事业的发展。由于成果本身突出的学术水平，以及评审专家的严格公正，这一奖项已经在学术界被广泛认可，成为光学领域最受关注的年度盛典之一。