Science Bulletin | 厦门大学陈焕阳教授团队成功实现轨道角动量的布鲁斯特效应

布鲁斯特角的零反射效应是电磁波领域的重要发现之一。最初的研究仅限于各向同性材料，后来由于超构材料的出现，布鲁斯特效应被扩展至各向异性材料。在没有磁响应的材料中，布鲁斯特效应只适用于横磁波。基于横磁波与二维声学之间的等价，布鲁斯特效应在声学超构材料中得以实现。对于传统布鲁斯特效应，所研究的工作平面通常假设为平面，且主要影响动量的控制，而操纵轨道角动量仍然面临一定挑战性。

该研究发现轨道角动量的布鲁斯特效应，将传统的布鲁斯特效应扩展到非平面界面，可以同时调控动量和轨道角动量，实现涡旋波从自由空间传播到弯曲表面的近零反射以及近全透射。通过引入额外的自由度，包括各向异性材料的旋转角度和固有损耗，该研究实现了正负阶涡旋波的宽带非对称传输，为轨道角动量的操纵提供了新途径，有望推动曲面布鲁斯特效应、涡旋源单向传输及其拓扑效应的研究。

（a）介电常数与材料旋转角对反射系数的影响

（b-c）解析实现反射率近零处正负阶涡旋波的非对称传输

（d）相关声学实验设计

（e-h）仿真结果与实验结果对比

陈焕阳 厦门大学教授。长期致力于变换光学及其应用物理方面研究并取得了创新性成果：实现了自聚焦透镜、多模交叉器件以及光学黑洞微腔等光学工程新应用；把变换光学推广到表面水波的调控，为潮汐能及海浪防护工程等提供新的设计思路；建立了变换声学的等效原理和理论架构，设计了三维声学隐身、声学幻象以及海豚仿生声场调控。

个人主页：https://kenyon.xmu.edu.cn

Shuwen Xue, Haojie Chen, Xiaofan Wang, Chuanjie Hu, Yuhang Yin, Shan Zhu, Huanyang Chen. Angular Brewster effect.  Science Bulletin 2024;69(14): 2170-2173

https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.05.040

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