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威尼斯在线平台潘岳博士在新型矢量光场调控领域取得系列进展

发布时间:2020-04-23文章来源: 浏览次数:

随着科学研究和技术的发展, 激光已经被广泛应用于国防、工业、信息和医疗等各个领域,因此灵活地调控激光以获得更加丰富的激光光场就成为了迫切的需求。作为光的基本属性, 偏振态提供的自由度对激光光场调控具有重要而特殊的作用。威尼斯在线平台的激光研究所依托山东省激光偏光与信息技术重点实验室,在偏振光学研究和偏光器件研发方面具有优良的历史传统,曾结束了我国无高精度激光偏光器件产品和依赖进口的局面,并获得了何梁何利奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖等多个重要奖项。在此背景下,威尼斯在线平台新建设了偏振光场调控研究团队,针对偏振态空间变化的矢量光场进行研究,进一步深度发掘激光偏振态的调控原理、方法与技术,最近取得了一系列的研究进展。

万花筒,是人们常见的一种光学玩具,令人惊叹的是它可以将五颜六色的碎片呈现出复杂美丽的图案。基于万花筒中的光学多重反射的原理,研究团队首次提出了一种万花筒对称的新型矢量光场,可以依据某个区域杂乱的偏振态分布得到偏振态具有丰富对称性的矢量光场,进而得到具有复杂图案的紧聚焦光场以及丰富的角动量与能流分布。经过研究发现,其紧聚焦场的角动量分布在光学开关、光电探测、光学微操纵和光学成像等方面具有潜在的应用,而其灵活可控的横向能流可以将吸收型微粒输运至特定的位置。相关工作被作为精选论文(Featured Article)发表在APL photonics 4, 096102 (2019)。潘岳博士接受了美国物理联合会(American Institute of Physics, AIP)关于此项工作的新闻采访,介绍了万花筒结构矢量光场在光学领域的研究价值和应用前景。(报道网址:https://publishing.aip.org/publications/latest-content/kaleidoscope-mirror-symmetry-inspires-new-design-for-optical-tools-technologies/

此外,研究团队还首次在椭圆坐标系中提出了一种椭圆对称的杂化偏振矢量光场,分析了这种矢量光场的奇点和奇线的分布,并系统研究了其在紧聚焦之后的等量转移情况。研究发现,焦场的能量会转移到两个位置,而且这两个位置可以利用光场的相关参数灵活调控,这种灵活可控的焦场可以应用于光学微加工、光学微操纵和信息传输等领域。相关工作发表在Journal of the Optical Society of America 36, 1898 (2019)。同时,研究团队利用谢尔宾斯基地毯和谢尔宾斯基三角这两种分形结构,研究了包括涡旋光场和矢量光场在内的多种空间结构光场的衍射性质,进一步证明了谢尔宾斯基三角可以用来探测涡旋光场和涡旋矢量光场的涡旋拓扑荷,即可以探测光场的轨道角动量的大小。同时,也可以使用分形掩膜版获得灵活可控的焦场阵列,进而应用于微加工和微操纵等领域。相关工作发表在Applied Optics 58, 8631 (2019)

此外,研究团队还在各类会议作了多次学术报告,其中2019级硕士研究生赵嘉豪同学在中国物理学会2019年秋季学术会议(中国物理年会)的光物理分会上作了题为《偏振态沿庞加莱球上圆形路径分布的矢量光场及其几何相位研究》的张贴报告,介绍了一种基于庞加莱球上任意圆形路径设计的新型矢量光场,并深入讨论了这种光场的几何相位分布与空间演化性质,得到了与会专家和同行的好评,获得了物理年会优秀墙报奖的荣誉和奖励。

以上介绍的期刊论文受到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金的资助,均以威尼斯在线平台为第一单位发表,由偏振光场调控研究团队的潘岳博士为第一作者和第一通讯作者,得到了南京大学的王慧田教授和南开大学的李勇男教授、涂成厚教授的大力指导与帮助。

关闭 打印责任编辑:易文才

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