近日，我院先进材料与精细光谱课题组在有机晶体微腔中极化激元凝聚的光学自旋霍尔效应研究方向取得重要进展，相关工作“Optical Spin Hall Effect of Polariton Condensation in Organic Crystal Microcavities”以河北大学为第一单位发表在光学著名期刊《Optics Letters》，硕士研究生冯仕达为论文第一作者，我院任佳欢博士、赵晓辉副教授、首都师范大学廖清教授和北京石油化工学院顾春玲研究员为论文共同通讯作者。
光学自旋霍尔效应（OSHE）是光子自旋与轨道自由度耦合导致的典型现象，其核心表征是左、右圆偏振（σ⁺/σ⁻）分量在动量空间与实空间产生可观测的分离，因而在自旋光子器件与信息传输等方面具有重要应用价值。然而，在传统无机半导体微腔体系中，OSHE 往往较弱且常依赖外加磁场增强，限制了实际应用。针对这一挑战，本工作在无需外加磁场条件下，实现了有机晶体微腔中基于极化激元凝聚的OSHE，为极化激元自旋电子学与拓扑光子学器件提供了新的实现路径。在本工作中，选取具有强偏振各向异性的有机单晶 DPAVBi 构建微腔体系，利用材料各向异性诱导的光学 Rashba–Dresselhaus 自旋轨道耦合，在反交叉点实现极化激元的强耦合与自旋纹理增强，从而为OSHE的产生奠定基础。进一步通过非共振泵浦使体系跨越凝聚阈值，在反交叉点处观察到宏观占据的凝聚态。偏振层析测量表明极化激元凝聚态在二维动量空间和二维实空间呈现显著的左右旋圆偏振信号的分离，清晰证明了凝聚态OSHE的实现。该结果表明，凝聚引入的非线性效应能够增强并锁定圆偏振态，使OSHE从弱线性现象转变为更稳健、可控的宏观量子效应，在自旋开关、片上光学信息处理与拓扑光子器件等方向展现出重要应用潜力。
该研究工作得到了国自然青年基金、河北省教育厅青年基金、河北大学高层次人才启动经费、河北大学自然科学交叉学科研究项目的大力支持。
全文链接：https://doi.org/10.1364/OL.585897
