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我院胡友友副教授在《Optics Express》发表光场调控最新研究成果

发布时间:2022-09-02动态浏览次数:18

胡友友副教授在Optics Express发表模式可切换纳秒高阶庞加莱光束产生的最新研究成果

近日,千赢国际官网qy88vip应用光学研究中心胡友友副教授与华中科技大学光电信息学院李波副教授合作,在激光技术及光场调控方面取得最新研究进展,在国际知名光学期刊《Optics Express(中科院物理与天体物理大类2区,TOP期刊,影响因子:3.833)上发表研究论文Controlled generation of mode-switchable nanosecond pulsed vector vortex beams from a Q-switched fiber laser》,论文第一作者为胡友友副教授,物理电子学2020级硕士研究生马志远为共同第一作者,华中科技大学李波副教授为通讯作者。

高阶庞加莱光束在其横截面内具有相位奇点和复杂的空间偏振分布。高阶庞加莱球的两极点为拓扑荷数相反的左旋和右旋圆偏振涡旋光束,其不同拓扑荷数互相正交及暗中空的光场分布,使其广泛应用于激光加工、自由空间光通信等领域。高阶庞加莱球的赤道为圆柱矢量光束,目前已被广泛应用于超高分辨率光学显微、激光加工、光镊、光针等领域。而高阶庞加莱球赤道和两极之间的椭圆偏振矢量光束已被证实对界面附件量子发射的可视化具有重要意义。

1腔内可调阶高阶庞加莱光束调Q光纤激光器空间光路部分

针对腔内直接产生高阶庞加莱光束的灵活性不高,该论文提出了一种可调阶高阶庞加莱光束调Q光纤激光器,在环形腔内插入两组涡旋半波片组实现腔内模式转换及自再现,涡旋波片组中包括两片不同阶的涡旋波片(阶数为13)和两片四分之一波片。其中,两片四分之一波片被用于实现两片涡旋波片阶数的加减(实现阶数24的高阶庞加莱光束的输出)。在两组涡旋波片中其模式转换过程如图1所示,通过光纤偏振控制器控制腔内偏振态,实现光束在两个不同阶的高阶庞加莱球的偏振演化,并利用偏振无关分束立方实现输出耦合,在光纤激光器腔内直接产生了稳定的及可调阶的高阶庞加莱光束的输出,如图2-3所示。该方案提高了腔内产生任意高阶庞加莱光束的灵活性并对高阶庞加莱光束模式的精准调控,图4所示为测量的不同阶高阶庞加莱光束的斯托克斯矢量。并通过调Q技术获得了纳秒脉冲输出,如图5所示。

2腔内产生的不同阶数涡旋光束及高阶圆柱矢量光束

3输出的高阶椭圆偏振矢量光束

4不同阶高阶庞加莱光束的斯托克斯矢量

5调Q脉冲输出

    相关工作受到江苏省自然科学基金青年基金项目、江苏省重点研发计划(产业前瞻与共性关键技术)、沧州市重大科技项目、镇江市重点研发计划(产业前瞻与共性关键技术)、江苏科技大学青年科技项目、江苏科技大学新兴科技团队项目资助。

     论文连接:https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-18-33195&id=495653