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任意拓扑荷光学旋涡的产生及应用

步敬 张莉超 豆秀婕 杨勇 张聿全 闵长俊

步敬, 张莉超, 豆秀婕, 杨勇, 张聿全, 闵长俊. 任意拓扑荷光学旋涡的产生及应用[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(6): 634001-0634001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0634001
引用本文: 步敬, 张莉超, 豆秀婕, 杨勇, 张聿全, 闵长俊. 任意拓扑荷光学旋涡的产生及应用[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(6): 634001-0634001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0634001
Bu Jing, Zhang Lichao, Dou Xiujie, Yang Yong, Zhang Yuquan, Min Changjun. Generation and application of optical vortices with arbitrary topological charges[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6): 634001-0634001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0634001
Citation: Bu Jing, Zhang Lichao, Dou Xiujie, Yang Yong, Zhang Yuquan, Min Changjun. Generation and application of optical vortices with arbitrary topological charges[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6): 634001-0634001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0634001

任意拓扑荷光学旋涡的产生及应用

doi: 10.3788/IRLA201746.0634001
基金项目: 

国家自然科学基金(61427819,61377052,61605117);广东省自然科学基金(2016A030310063);深圳大学青年教师科研启动项目;南开大学光学信息技术科学教育部重点实验室开放课题

详细信息
    作者简介:

    步敬(1964-),女,实验师,硕士,主要从事奇点光学及器件微细加工制备方面的研究。Email:jingbu@szu.edu.cn

    通讯作者: 张聿全(1986-),男,副研究员,博士,主要从事奇点光场调控及光学操控方面的研究。Email:yqzhang@szu.edu.cn
  • 中图分类号: TN249

Generation and application of optical vortices with arbitrary topological charges

  • 摘要: 光学旋涡在很多领域开展了广泛的研究和应用。介绍了一种基于涡旋波片的光学旋涡产出方法,并通过波片组合的方法可以产生任意拓扑荷的光学旋涡,该方法具有很好的灵活性。同时由于波片的透过率非常高,实验中拓扑荷为3 的光学旋涡的产生效率高达93%以上。通过干涉产生的叉形光栅叉数和方向进一步检测了产生光学旋涡的拓扑荷。利用产生的光学旋涡还进行了初步的光学操控实验,验证了轨道角动量对于微颗粒的动态操控作用。该方法将在更多领域得到推广和应用。
  • [1] Dennis M R, O'holleran K, Padgett M J. Singular optics: optical vortices and polarization singularities[J]. Progress in Optics, 2009, 53: 293-363.
    [2] Soskin M, Vasnetsov M. Singular optics [J]. Progress in Optics, 2001, 42(4): 219-76.
    [3] Yao A M, Padgett M J. Orbital angular momentum: origins, behavior and applications[J]. Advances in Optics and Photonics, 2011, 3(2): 161-204.
    [4] Wang Z, Zhang N, Yuan X C. High-volume optical vortex multiplexing and de-multiplexing for free-space optical communication[J]. Optics Express, 2011, 19(2): 482-492.
    [5] Gao Chunqing, Zhang Shikun, Fu Shiyao, et al. Adaptive optics wavefront correction techniques of vortex beams [J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(2): 0201001. (in Chinese)高春清, 张世坤, 付时尧, 等. 涡旋光束的自适应学波前校正技术[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(2): 0201001.
    [6] Ng J, Lin Z, Chan C T. Theory of optical trapping by an optical vortex beam[J]. Physical Review Letters, 2009, 104(10): 103601.
    [7] Szatkowski M, Popiofekmasajada A, Masajada J. Optical vortex in microscopy imaging[C]//Proceedings of SPIE, 2014, 9194: 91941D.
    [8] Stephen M. Barnett. On the quantum core of an optical vortex[J]. Journal of Modern Optics, 2008, 55(14): 2279-2292.
    [9] Fadeeva T A, Volyar A V, Alekseev A N. Recognition of the interference spiral image in a fiber optical sensor employing optical vortices[J]. Technical Physics Letters, 2004, 30(8): 622-625.
    [10] Yuan X C, Ahluwalia B P S, Tao S H, et al. Wavelength-scalable micro-fabricated wedge for generation of optical vortex beam in optical manipulation[J]. Applied Physics B, 2007, 86(2): 209-213.
    [11] Moh K J, Yuan X C, Bu J, et al. Generating radial or azimuthal polarization by axial sampling of circularly polarized vortex beams[J]. Applied Optics, 2007, 46(30):7544.
    [12] Huang Lingling. Phase modulation property of metasurfaces based on chiral field interaction and its applications[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 0634001. (in Chinese)黄玲玲. 基于手性光场作用的超颖表面的相位调控特性及其应用[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 0634001.
    [13] Li Shaoxiang, Wang Zhenwei. Generation of optical vortex based on computer-generated holographic gratings by photolithography[J]. Applied Physics Letters, 2013, 103(14):141110.
    [14] Zhu Yanying, Yao Wenying, Li Yuntao, et al. Experiment of vertex beam generated by method of computer generated holography [J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 3907-3911. (in Chinese)朱艳英, 姚文颖, 李云涛, 等. 计算全息法产生涡旋光束的实验[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3907-3911.
    [15] Moh K J, Yuan X C, Tang D Y, et al. Generation of femtosecond optical vortices using a single refractive optical element[J]. Applied Physics Letters, 2006, 88: 091103.
    [16] Yu Tokizane, Kazuhiko Oka, Ryuji Morita. Supercontinuum optical vortex pulse generation without spatial or topological-charge dispersion[J]. Optics Express, 2009, 17: 14517.
    [17] Mariyenko I G, Strohaber J, Uiterwaal C J G J. Creation of optical vortices in femtosecond pulses [J]. Optics Express, 2005, 13: 7599.
    [18] Schwarz A, Rudolph W. Dispersion-compensating beam shaper for femtosecond optical vortex beams[J]. Optics Letters, 2008, 33(24): 2970-2972.
    [19] Zhang Yuquan, Dou Xiujie, Yang Yong, et al. Flexible generation of femtosecond cylindrical vector beams[J]. Chinese Optics Letters, 2017, 15(3): 030007.
    [20] Dienerowitz M, Mazilu M, Reece P J, et al. Optical vortex trap for resonant confinement of metal nanoparticles[J]. Optics Express, 2008, 16(7): 4991-4999.
    [21] Zhang Y, Shi W, Shen Z, et al. A plasmonic spanner for metal particle manipulation[J]. Scientific Reports, 2015, 5: 15446.
  • [1] 赵丽娟, 吴雨静, 徐志钮.  高阶轨道角动量传输光纤设计及传输特性研究(内封底文章) . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20240007-1-20240007-13. doi: 10.3788/IRLA20240007
    [2] 李阳, 范晨晨, 郝修路, 马小雅, 姚天甫, 许将明, 曾祥龙, 周朴.  高功率涡旋拉曼光纤激光器 . 红外与激光工程, 2023, 52(6): 20230292-1-20230292-6. doi: 10.3788/IRLA20230292
    [3] 郑伟, 张迪, 原昊, 于娜娜, 席思星, 王桂林, 马帅, 王晓雷, 郞利影.  基于轨道角动量全息和频移的大容量光学信息加密技术 . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230313-1-20230313-9. doi: 10.3788/IRLA20230313
    [4] 闫丽凝, 吕宏, 贺蕊, 庞令阳, 孔妍.  矢量涡旋光束经光阑-透镜系统的OAM与偏振特性 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220250-1-20220250-9. doi: 10.3788/IRLA20220250
    [5] 任元, 吴昊, 王琛, 刘政良, 刘通, 熊振宇.  量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20220004-1-20220004-10. doi: 10.3788/IRLA20220004
    [6] 颜士玲, 朱学艺, 王洪飞, 解碧野, 张秀娟, 卢明辉, 詹鹏, 张利剑, 芦红.  基于非厄米和拓扑效应的光场调控机制与光学器件研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211001-1-20211001-7. doi: 10.3788/IRLA20211001
    [7] 付时尧, 黄磊, 吕燕来, 高春清.  光束轨道角动量谱的测量技术研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210145-1-20210145-15. doi: 10.3788/IRLA20210145
    [8] 于策, 王天枢, 张莹, 林鹏, 郑崇辉, 马万卓.  大气湍流信道中OAM光束与高斯光束传输性能的实验研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200400-1-20200400-10. doi: 10.3788/IRLA20200400
    [9] 王花花, 马健, 杨智新, 杜浩然, 高禄, 张泽.  热光非定域螺旋相衬成像(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210450-1-20210450-7. doi: 10.3788/IRLA20210450
    [10] 吕浩然, 白毅华, 叶紫微, 董淼, 杨元杰.  利用超表面的涡旋光束产生进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210283-1-20210283-16. doi: 10.3788/IRLA20210283
    [11] 赵冬娥, 王思育, 马亚云, 张斌, 李诺伦, 李沅, 褚文博.  基于涡旋光与球面波干涉的微位移测量研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0413005-0413005-6. doi: 10.3788/IRLA202049.0413005
    [12] 汪莎, 张志成, 邓国亮, 周寿桓.  直接输出的超短脉冲轨道角动量涡旋光产生技术研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201061-1-20201061-11. doi: 10.3788/IRLA20201061
    [13] 刘维新, 魏志伟, 赵文谦, 丁星卜.  光学波片相位延迟测量仪设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718001-0718001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0718001
    [14] 白秀丽, 陈鹤鸣, 张凌菲.  轨道角动量模传输的圆环形光子晶体光纤 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 222002-0222002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0222002
    [15] 肖悦娱, 蒋晓勇, 陈华.  宽带光纤λ/4波片的温度特性 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1222003-1222003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1222003
    [16] 柯熙政, 宁川, 王姣.  大气湍流下轨道角动量复用态串扰分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1122002-1122002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1122002
    [17] 王琛, 刘通, 邵琼玲, 任元, 苗继松.  多通螺旋相位板的涡旋光拓扑荷数4重加倍 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918008-0918008(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918008
    [18] 柯熙政, 薛璞.  轨道角动量叠加态的产生及其检验 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 417007-0417007(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0417007
    [19] 高春清, 张世坤, 付时尧, 胡新奇.  涡旋光束的自适应光学波前校正技术 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 201001-0201001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0201001
    [20] 柯熙政, 郭新龙.  大气斜程传输中高阶贝塞尔高斯光束轨道角动量的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3744-3749.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-05
  • 修回日期:  2017-05-20
  • 刊出日期:  2017-06-25

任意拓扑荷光学旋涡的产生及应用

doi: 10.3788/IRLA201746.0634001
    作者简介:

    步敬(1964-),女,实验师,硕士,主要从事奇点光学及器件微细加工制备方面的研究。Email:jingbu@szu.edu.cn

    通讯作者: 张聿全(1986-),男,副研究员,博士,主要从事奇点光场调控及光学操控方面的研究。Email:yqzhang@szu.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金(61427819,61377052,61605117);广东省自然科学基金(2016A030310063);深圳大学青年教师科研启动项目;南开大学光学信息技术科学教育部重点实验室开放课题

  • 中图分类号: TN249

摘要: 光学旋涡在很多领域开展了广泛的研究和应用。介绍了一种基于涡旋波片的光学旋涡产出方法,并通过波片组合的方法可以产生任意拓扑荷的光学旋涡,该方法具有很好的灵活性。同时由于波片的透过率非常高,实验中拓扑荷为3 的光学旋涡的产生效率高达93%以上。通过干涉产生的叉形光栅叉数和方向进一步检测了产生光学旋涡的拓扑荷。利用产生的光学旋涡还进行了初步的光学操控实验,验证了轨道角动量对于微颗粒的动态操控作用。该方法将在更多领域得到推广和应用。

English Abstract

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