JOPT编辑优选：可多维调控的光学涡旋阵列
文章介绍
通讯作者：
- 台玉萍，河南科技大学
- 申艺杰，新加坡南洋理工大学
- 李新忠，河南科技大学
研究背景：
近年来，携带轨道角动量的光学涡旋在微粒操纵、基于轨道角动量的光通信等领域受到了广泛关注。对于这些应用，光学涡旋阵列提供了丰富的信息和额外的灵活性，更好地满足了大容量光通信和多粒子操作的应用需求。然而，密排布的光学涡旋阵列结构受到整体控制的限制，不能独立调节阵列中每个涡旋的位置以产生更一般化结构的光学涡旋阵列，这限制了光学涡旋阵列在多粒子复杂操作中的应用。
研究内容：
图1 不同结构的可多维调控光学涡旋阵列
在固体物理中，使用了14种Bravais晶格来完整地描述晶体结构的排列。在二维平面上的投影可以表示为平行四边形、正方形、菱形和六边形。同样，使用本工作的方法可以很容易地生成具有正方形、菱形和六边形结构的可多维调控光学涡旋阵列，如图1所示。
图2 可多维调控光学涡旋阵列的列调控
如图2(a1)−(c1)所示，通过改变参数q，可以自由地调整阵列中涡旋的列间距，从而提供了一个额外的调控维度。除列调控外，还可以通过改变两个位置参数Gn,1和Gn,2自由地进行行调控和行列组合调控，如图3(a1)−(c1)和(a2)−(c2)所示。该方法还允许控制任意数量涡旋的位置。图3(a3)−(c3)和(a4)−(c4)分别展示了阵列中的1个、3个和5个涡旋调控的结果。
图3 可多维调控光学涡旋阵列的多维调控
图4 可多维调控光学涡旋阵列中单个涡旋的独立调控
此外，该方法可以通过对每个涡旋进行独立调控而产生更通用的阵列模式。如图4(a)所示，通过设置位置参数和锥角，实验产生了一种涡旋均匀分布的空心可多维调控光学涡旋阵列。在应用方面，该可多维调控光学涡旋阵列将促进一些高级应用，如多粒子操作和功能型微结构。为了证明该阵列的能力，我们通过调节光学涡旋的半径来模拟NaCl晶体结构的投影，如图4(c)所示。
作者介绍
李新忠 教授
河南科技大学
- 李新忠，河南科技大学教授，博士生导师，河南省杰出青年基金获得者。主要研究方向为光场调控技术、动态散斑测量技术等。在Phtonics Research、Nanophotonics、Optics Letters、Applied Physics Letters、Physical Review A、Optics Express、Annalen der Physik、《光学学报》、《中国激光》等中外著名期刊上以第一作者/通讯作者发表SCI论文50余篇（其中，ESI高被引和热点论文1篇）。出版学术专著3部，授权国家发明专利50余项，专利成果转化10余项。
申艺杰 助理教授
新加坡南洋理工大学
- 申艺杰，清华大学光子测控技术教育部重点实验室、精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室博士，英国南安普顿大学光电研究中心高级研究员，新加坡南洋理工大学物理与数学科学学院物理与应用物理系助理教授。研究方向为结构光操控、光学角动量、量子纠缠、超快非线性光学及纳米光学与超材料。在物理及光学领域知名期刊NaturePhotonics, Nature Communications, Light: Science & Applications, Optica, Nanophotonics, ACS Photonics等发表学术论文70余篇，被引用2000余次。
台玉萍 副教授
河南科技大学
- 台玉萍，河南科技大学化学化工学院副教授。主要研究方向为光场调控技术和稀土发光上/下转换发光材料的光谱调控等。目前，已在国内外著名期刊发表学术论文20余篇，授权发明专利10余项，出版专著2部。
期刊介绍
- 2022年影响因子：2.1 Citescore: 4.1
- Journal of Optics（JOPT）出版光学方面的实验和理论研究论文，研究领域包括：纳米光子学和等离激元光子学；超构材料和结构化光子材料；量子光子学；生物光子学；光与物质的相互作用；非线性和超快光学；光的传播、衍射和散射；信息和通信光学；集成光学；光伏和能量收集。除原创性研究外，JOPT还出版专题综述，为研究人员带来高质量的内容。所有JOPT文章还提供HTML阅读模式，方便研究人员使用手机或平板进行阅读。