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Lasers, Optical Amplifiers, and Laser Optics
Highly twisted M-line of a vortex beam due to the coupling of ultrahigh-order modes
Download:602次
Cheng Yin
1
Xuefen Kan
1
Kun Guo
2
Tao Wang
2
[ ... ]
Zhuangqi Cao
3
Author Affiliations
Abstract
1
College of Internet of Things Engineering, Hohai University, Changzhou 213022, China
2
College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
3
Department of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
In modern optics, particular interest is devoted to the phase singularities that yield complicated and twisted phase structures by photons carrying optical angular momentum. In this paper, the traditional M-line method is applied to a vortex beam (VB) by a symmetric metal cladding waveguide chip, which can host numerous oscillating guided modes via free space coupling. These ultrahigh-order modes (UOMs) result in high angular resolution due to the high finesse of the resonant chip. Experiments show that the reflected pattern of a VB can be divided into a series of inner and outer rings, whilst both of them are highly distorted by the M-lines due to the UOMs’ leakage. Taking the distribution of the energy flux into account, a simple ray-optics-based model is proposed to simulate the reflected pattern by calculating the local incident angle over the cross section of the beam. The theoretical simulations fit well with the experimental results, and the proposed scheme may enable new applications in imaging and sensing of complicated phase structures.
vortex beam
M-line method
planar waveguide
PDF全文
Full Text
Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 071403
Optical Devices
Simple Raman scattering sensor integrated with a metallic planar optical waveguide: effective modulation via minor structural adjustment
Download:703次
Yan Lu
1
Xuefen Kan
2,3
Tian Xu
1,*
Jinghuai Fang
1
[ ... ]
Xianfeng Chen
2
Author Affiliations
Abstract
1
Physics Department, Nantong University, Nantong 226007, China
2
The State Key Laboratory on Fiber Optic Local Area Communication Networks and Advanced Optical Communication Systems, Department of Physics and Astronomy, Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240, China
3
College of Internet of Things Engineering, Hohai University, Changzhou 213022, China
We report experimental realization of Raman spectra enhancement of copper phthalocyanine, using an on-chip metallic planar waveguide of the sub-millimeter scale. The oscillating ultrahigh order modes excited by the direct coupling method yield high optical intensity at resonance, which is different from the conventional strategy to create localized “hot spots.” The observed excitation efficiency of the Raman signal is significantly enhanced, owing to the high Q factor of the resonant cavity. Furthermore, effective modulation of the Raman intensity is available by adjusting the polymethyl methacrylate (PMMA) thickness in the guiding layer, i.e., by tuning the light–matter interaction length. A large modulation depth is verified through the fact that 10 times variation in the enhancement factor is observed in the experiment as the PMMA thickness varies from 7 to 23 μm.
230.7370
Waveguides
310.2785
Guided wave applications
PDF全文
Full Text
Chinese Optics Letters
2018, 16(1): 012301
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