科学研究

基于等离子涡旋棱镜的轨道角动量模式测量

来源:武汉光电国家研究中心   作者:光电子器件与集成功能实验室  发布时间:2016年06月21日  点击量:

  等离子涡旋棱镜(PVL)是表面等离激元(SPPs)最具有代表性的一个分支。受益于SPPs的强聚焦和纳米尺寸的性质,近几年PVL有了很多潜在的应用。特别是PVL能够将右旋圆偏光或者左旋圆偏光转换成一个没有相位奇点的焦点。这些特征使得PVL能够被应用于纳米聚焦和圆偏振分析仪。此外,PVL还能将轨道角动量光束(OAM光束)耦合成各种贝塞尔函数分布的光场,这个性质被用来测量光束的OAM。OAM光束已经被广泛的应用于各种领域,比如量子信息和光通信。明显地,在基于OAM的通信系统中,检测OAM分布的能力是一项最基本的要求。实际上,通过合理的设计PVL结构,OAM模式可以映射到不同的贝塞尔函数,利用这一特征,从SPPs的强度分布分析OAM的分布也是有可能的。

  武汉光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室张新亮教授、董建绩教授和博士周海龙等人提出了一种利用PVL来测量OAM分布的方案。利用这个结构,不同的OAM模式被映射成不同的贝塞尔函数,通过将总的强度分布反向分解成这几个贝塞尔函数,我们可以同时检测出OAM模式的振幅分布和相位分布。该方案尺寸小,易于集成,且可以通过一次测量检测出混合OAM模式的分布。

2016年6月3日,Scientific Reports在线刊发了题为Retrieving orbital angular momentum distribution of light with plasmonic vortex lens研究成果。该研究工作获得了国家973研究计划(Grant No. 2011CB301704)、教育部新世纪优秀人才支持计划(Grant No. NCET-11-0168)、全国百优博士论文基金(Grand No. 201139)和国家自然科学基金(Grant No. 11174096,61475052)、湖北省自然科学基金(Grant No. 2014CFA004)支持。

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图:(a) PVL原理图 (b)PVL俯视图


发表的文章全文链接为:http://dx.doi.org/10.1038/srep27265