中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第三百三十四期)
2022年12月12日
上海光机所提出一种新型的光学轨道角动量模式切换器
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室提出一种基于复用体全息光栅的新型光学轨道角动量模式切换器,相关研究成果以“Optical vortex switch based on multiplexed volume gratings with high diffraction efficiency”为题发表于Optics Express.
携带轨道角动量(OAM)的涡旋光具有特殊的螺旋波前结构,被广泛应用在自由空间光通信、光镊等系统中,其具有可调谐的轨道角动量,以及更紧凑、更高转换效率、更宽工作波长的优势。和低偏振依赖性的OAM模式转换器件在应用系统中更具备优势,同时也面临更大的挑战。
研究团队基于体全息光栅的可复用性、高衍射效率、低偏振依赖性、优良的波长和角度选择性,结合高功率激光单元技术实验室自研的全息记录材料——光敏热折变玻璃(PTR)的高环境稳定性和高抗损伤阈值的优势,提出了一种新型的光学涡旋切换器。这种切换器通过改变入射基模高斯光的相对角度,在一级衍射光处完成OAM模式的调制和切换。经实验制备出了OAM按照-1,0,+1变化的六通道OAM切换器,并使用研究团队自研的OAM边缘衍射的探测方法验证了各通道衍射光的模式(相关研究发表在Chinese Optics Letters上)。制备的OAM模式切换器在入射激光发散角为96 μrad时,所有通道的衍射效率均超过92.68%,角度选择性均小于1.5 mrad。同时通过理论和实验分析了衍射效率和衍射光强分布的偏振依赖性,证明了其偏振不敏感的特性。这种OAM模式切换器在光镊、光通信、高功率光束整形和合束等领域中具有广阔的应用前景。
本研究工作得到了国家自然科学基金、上海市战略性新兴产业发展专项和国家重点研发计划的支持。
图 1 六通道OAM模式切换器工作原理
图 2 OAM模式切换器各通道的(a)转换效率角度谱;(b)偏振角α与衍射效率的关系;(c)初始衍射及其边缘衍射光斑形貌。
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