В журнале Optics Letters (Q1, IF 3.1) опубликованы результаты совместных исследований Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН, МГУ им. М. В. Ломоносова и Института Общей физики им. А. М. Прохорова РАН.
В работе Nikolai I. Petrov, Yuri M. Sokolov, Vladimir V. Stoiakin, Viktor A. Danilov, Vladimir V. Popov, and Boris A. Usievich, «Direct observation of the enhanced photonic spin Hall effect in a subwavelength grating,» Opt. Lett. 50, 1317-1320 (2025). DOI: 10.1364/OL.549579 (https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-50-4-1317) проведено теоретическое и экспериментальное исследование фотонного спинового эффекта Холла (ФСЭХ) в субволновой дифракционной решетке. Используя поляриметрические и оптимизированные методы слабых измерений (weak measurements), продемонстрирован усиленный поверхностным плазмонным резонансом ФСЭХ, проявляющийся в пространственном (угловом) расщеплении циркулярно-поляризованных фотонов с противоположными знаками спиральности (спина) при отражении лазерного пучка от поверхности решетки. Теоретически и экспериментально продемонстрировано, что угловой сдвиг может быть изменен со спин-независимого (сдвиг Гуса-Хенкен) на спин-зависимый (ФСЭХ) при изменении состояния поляризации падающего пучка. В экспериментах использовалась субволновая дифракционная решетка с периодом 400 нм и оптимальной глубиной, изготовленная в России (МГУ им. Ломоносова)
Показано, что изменение угла падения и состояния поляризации являются эффективными способами управления спиновым расщеплением (пространственным разделением лево- и право- циркулярно-поляризованных пучков света), особенно для увеличения его величины или изменения пространственного положения отраженного пучка. Для никелевой субволновой решетки были продемонстрированы чрезвычайно большие угловые сдвиги. Продемонстрировано новое явление бесспинового разделения двух ортогональных компонент поля, соответствующих диагональным линейным поляризациям. Высокая степень разделения по спинам (95%) достигается при оптимальном состоянии поляризации падающего пучка и резонансном угле падения.
Полученные результаты могут быть полезны в прецизионных измерениях, спектроскопии, спин-селективных нанофотонных системах, при разработке оптических сенсоров и нанофотонных устройств, таких как светоделители и оптические переключатели, а также в угловой метрологии и квантовой обработке информации.
