研究人员提出了一种具有可控脉冲环型的新型光学涡旋

时间:2020-05-27 18:46 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

研究人员提出了一种具有可控脉冲环型的新型光学涡旋

光学涡旋被确定为螺旋波前的相位奇点包围,由于其独特的性质,包括进行轨道角动量(OAM)与环状的概要文件,它已发现令人兴奋的应用程序在受激发射损耗(发生的)nanoscopy光学操纵,量子和经典OAM-multiplexing光通信,增强的光学成像,和最近在高强度涡物理学等。然而,传统涡旋产生的甜甜圈形状的大小很大程度上取决于所携带的拓扑电荷。

2013年,Ostrvsky等人首次提出了完美光旋涡(perfect optical vor, POVs)的概念,在傅里叶平面上形成一个脉冲环,其半径与拓扑电荷近似无关。在同一年,这个“完美”涡旋光束被证明为动态捕获微小粒子沿明亮的环,并表明,这些完美的涡旋提供了一种可能性,OAM转移到捕获粒子沿明亮的脉冲环。

最近,中国科学院上海光学精密机械研究所的一个研究小组提出并演示了一种基于圆形Dammann光栅的可控脉冲环型广义POVs。这一概念发表在《光子学研究》上。

随着其设计理论的发展,CDGs在光学测量、光学图像编码、结构光抽运激光器、环形激光照明等领域得到了广泛的应用。然而,传统的CDGs产生的脉冲环不具有任何轨道角动量。

根据研究组的研究,嵌入螺旋相位的CDG的每个衍射阶的傅里叶光谱本质上是两个脉冲环的加权和,一个向内,一个向外。

因此,可以通过改变两个脉冲环之间的权系数来任意控制嵌有螺旋相位的环形环的脉冲环型。

在原理验证实验中,采用可编程空间光调制器对嵌有螺旋相位的CDGs相位进行了模拟,并对其结构进行了优化,得到了两个脉冲环之间所需的权系数。

结果表明,在暗脉冲环的两侧各有两个明亮的亮环包围,形成了一种“绝对”暗脉冲波,沿暗脉冲环形成了一个完美的环形势阱,用于捕获稳定的低指数粒子、细胞或量子气体等。

此外,还演示了几种不同脉冲环型的pov,包括传统的亮环型pov、暗环型pov以及可控脉冲环型pov。

这项工作开辟了新的可能性,以任意重塑脉冲环轮廓的完美漩涡。它应该在光学操作,量子和经典光通信,增强光学成像,以及新的结构泵浦激光器方面具有很高的兴趣。

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