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近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊在拓?fù)涔鈭鲅芯糠矫嫒〉眠M(jìn)展。研究團(tuán)隊揭示并驗證，在一般聚焦光場中，無需外加結(jié)構(gòu)光設(shè)計，可自發(fā)形成一種半斯格明子式光學(xué)自旋紋理。該自旋紋理在退相干、退偏振及空間無序等噪聲擾動下表現(xiàn)出顯著魯棒性，為抗擾動拓?fù)涔鈭龅纳膳c應(yīng)用提供了新路徑。拓?fù)浼y理因其獨特的拓?fù)浔Ｗo(hù)特性，在多種物理體系備受關(guān)注。近年來，光學(xué)領(lǐng)域已實現(xiàn)多類拓?fù)渥孕y理，但多依賴精細(xì)設(shè)計的結(jié)構(gòu)光場和復(fù)雜調(diào)控條件。這與磁性體系中拓?fù)浼ぐl(fā)常可由內(nèi)稟相互作用自然產(chǎn)生形成對比，同時提出了一個關(guān)鍵問題——在光學(xué)系統(tǒng)中，是否也存在一種無需外部精密工程、能夠自然涌現(xiàn)的內(nèi)稟拓?fù)浼y理。研究顯示，聚焦過程本身可自發(fā)產(chǎn)生半子自旋紋理。與依賴外加結(jié)構(gòu)光的方案不同，這一內(nèi)稟結(jié)構(gòu)生成更簡單、抗干擾能力更強(qiáng)，即使在入射光偏振、幅度、相位存在強(qiáng)隨機(jī)擾動的條件下，仍可穩(wěn)定存在。研究進(jìn)一步揭示，該結(jié)構(gòu)魯棒性來源于焦場中天然存在的相位渦旋所帶來的拓?fù)浔Ｗo(hù)，擾動通常只會引起渦旋位置連續(xù)漂移，難以破壞紋理的關(guān)鍵拓?fù)涮卣鳌Ｔ摴ぷ鞅砻鳎诠鈱W(xué)中并非只能通過精細(xì)“雕刻”光場來獲得拓?fù)浼y理，聚焦這一常見光學(xué)過程本身就蘊含著可自發(fā)生成的穩(wěn)定拓?fù)渥孕Y(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)為在噪聲與無序環(huán)境下生成和操控拓?fù)涔鈭鎏峁┝诵峦緩剑矠榭箶_動拓?fù)涔庾訉W(xué)和光子信息處理提供了新的研究思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院相關(guān)項目等的支持。論文鏈接不同入射光場擾動條件下的內(nèi)稟自旋紋理結(jié)構(gòu)