Pancharatnam-Berry几何相位在超构表面中被广泛应用，长期以来，人们认为几何相移Φ与超构功能基元（或称超构原子）的旋转角φ存在着唯一确定的关系，即Φ = ±2φ。近日，物理科学与技术学院谢鑫副教授在研究中发现，几何相位并不局限于这种二倍的关系。通过合理选择超构原子的对称性并将其置于对称不兼容的晶格中，可以实现多种线性关系的几何相位，基于此提出了广义几何相位理论，并从实验上予以证实。该工作同时证明了n≥3重对称结构能够在平面内产生光学各向异性（以往的报道通常认为n≥3重对称结构在面内呈现各向同性）。相关成果以“Generalized Pancharatnam-Berry Phase in Rotationally Symmetric Meta-atoms”为题发表在国际物理学权威期刊《Physical Review Letters》（DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.183902）上。

广义几何相位示意图

该工作为光学几何相位甚至于纳米光子学中的光-物质相互作用提供了新的认识，为开发和研制新型光学及光子器件提供了新的思路和空间。由于多重旋转对称的超构原子被广泛用于非线性光学中的谐波产生与调制，因此广义几何相位的提出能够为同时调控线性与非线性光学信号建立起桥梁。

(撰稿：谢鑫；审核：毛东)