集成光子器件中光子自旋角动量与光力矩的光力测量

光子具有线性动量，在圆偏振或椭圆偏振时还具有自旋角动量。在光与物质相互作用过程中，线性动量的转移导致光力，而角动量的转移诱导光力矩。包括辐射压力和梯度力在内的光力早已应用于光镊和激光冷却。在纳米光子器件中，光力可显著增强，从而在经典与量子体系中产生前所未有的光力效应。相比之下，迄今为止，光的角动量和光力矩效应在集成光子学中仍未被探索。在此，我们展示了在双折射波导中传播的光子的自旋角动量的测量，以及利用光力矩驱动光力器件旋转运动。我们表明，光力矩的符号和大小由在芯片上合成的光子偏振态决定。我们的研究揭示了光子偏振自由度的力学效应，并展示了在集成光子器件中的控制。利用光力矩和与光子角动量的光力相互作用可带来扭转腔光力学和光力光子自旋轨道耦合，以及诸如光力陀螺仪和扭转磁强计等应用。