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近日，91直播 2019级本科生张琨在伏洋洋教授的指导下在《Advanced Science》(中科院SCI一区TOP)发表了题为“Geometric phase in twisted topological complementary pair”的研究成果，这是91直播 本科生首次以第一作者在这样的国际顶级期刊发表论文。

近几十年里，基于自旋轨道耦合引发的几何相位在光学领域引起了广泛的关注，尤其为亚波长尺度下自由操纵光场提供了重要平台。然而这种几何相位仅适用于圆偏振光，在应用于缺乏固有自旋自由度的经典波场时面临着重大挑战。该论文通过提出拓扑互补对（topological complementary pair, TCP）的概念，从理论和实验上揭示了一种实现几何相位的新范式（图1），为亚波长波场调控提供了新思路。

图1：TCP结构的物理模型及其产生几何相位物理机制。

作为概念性验证，该工作在标量声波体系中证明了这种几何相位的存在，并展示了其在亚波长尺度下精确操控声场的能力。该工作利用卷曲空间的超材料结构设计了声学TCP，并用以构建声学几何相位超表面（18个TCP组成的阵列结构），通过对每个TCP扭转不同的角度来任意调制超表面中的几何相位，从而实现对亚波长声场精准高效、可重构调控（比如，波束高效转向、分离、聚焦等现象，见图2）。这些结果为人工微结构中的波与物质相互作用提供了全新的认识，并建立了一个探索几何相位的新平台，为经典波动系统中多样化的应用提供了重要机遇。

图2：基于TCP构建的声学几何相位超表面及其亚波长声场调控。

该研究工作是伏洋洋教授指导的国家级大91直播 创新训练项目之一。伏教授积极创新指导模式，联合苏州大学徐亚东教授和厦门大学陈焕阳教授进行跨校合作，让91直播 以普通学者身份深度参与前沿课题研究，通过这种培养模式，极大提升了91直播 的91直播水平和91直播 视野。目前，张琨同学已保送武汉大学继续攻读91直播 ，其毕业论文《声学几何相位及其可重构声场调控》也获评91直播 本科优秀毕业论文一等奖，并被推荐参加省级本科优秀毕业论文评选。

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文章链接：//doi.org/10.1002/advs.202304992