1 暨南大学光子技术研究院, 广东省光纤传感与通信技术重点实验室, 广东 广州 511436
2 广东工业大学先进光子技术研究院, 广东 广州 510006
1992 年 Allen 等认识到光子可以携带轨道角动量 (OAM), 其表现为波前的螺旋相位分布。由于其独特的光场分布以及其拓扑荷理论上可取任意整数等特性, OAM 光束在超分辨成像、高密度数据编码等领域具有重要作用。对微纳尺度下 OAM 光束与物质相互作用新机制的研究, 有望为现代光子器件以及多维光与物质相互作用等领域提供新的思路和方法。介绍了本课题组利用 OAM 光束在纳米结构上实现多维信息复用以及 OAM 光束拓扑荷的探测技术, 并对纳米尺度 OAM 光束的应用进行了展望。
信息光学 轨道角动量 光复用 编码解码 完美涡旋光 涡旋光检测 information optics orbital angular momentum optical multiplexing coding and decoding perfect optical vortex detection of vortex beam
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Institute of Photonics Technology, Jinan University, Guangzhou 511443, China
2 Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
Plasmonic structural colors have plenty of advantages over traditional colors based on colorants. The pulsed laser provides an important method generating plasmonic structural colors with high efficiency and low cost. Here, we present plasmonic color printing Al nanodisc structures through curvature-driven shape transition. We systematically study the mechanism of morphologic evolution of the Al nanodisc below the thermal melting threshold. A multi-pulse-induced accumulated photothermal effect and subsequent curvature-driven surface atom diffusion model are adopted to explain the controllable shape transition. The shape transition and corresponding plasmonic resonances of the nanodisc can be independently and precisely modulated by controlled irradiations. This method opens new ways towards high-fidelity color prints in a highly efficient and facile laser writing fashion.
photothermal effects color subwavelength structures surface plasmons Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 053602
暨南大学光子技术研究院, 广东省光纤传感与通信技术重点实验室, 广东 广州 510632
轨道角动量 (OAM)光束具有螺旋形相位分布, 在信息光学、光捕获、光学操控等领域都有着重要的应用。本文设计了一种可以生成聚焦 OAM光束的平面型光学器件。该器件利用迂回相位的编码方式, 在平板上加载了根据分数 Talbot效应计算得到的特定相位分布。使用时域有限差分 (FDTD)分别对具有正方形和六边形周期性结构的光学器件进行仿真模拟。结果表明, 平面波经过此器件可以转化为阵列型聚焦 OAM光束。该器件加工方便, 容易拼接或复制, 集成度高, 可以用来生成高质量大面积阵列型 OAM光束。
分数 Talbot效应 轨道角动量 周期性结构 迂回相位 fractional Talbot effect orbital angular momentum periodic structure detour phase
暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信重点实验室, 广东 广州 511443
超快激光具有极短的脉宽和极高的峰值强度,已被广泛应用于等离激元纳米材料的加工。在极高的激光功率密度下,等离激元纳米材料中的自由电子吸收入射光子能量成为热电子,然后通过电子与晶格的耦合作用使得晶格温度升高,诱导等离激元纳米材料产生光热形变。根据激光功率密度与熔化沸腾阈值的关系,综述了等离激元材料的三种光热形变——阈值熔化、表面原子扩散和激光烧蚀的不同原理;同时还介绍了等离激元纳米材料超快激光光热形变在多维光存储、结构色彩色打印和信息加密隐写等领域的应用。
激光光学 光热形变 表面等离激元 超快激光 阈值 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111401
暨南大学光子技术研究院，广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 510632
随着大数据和人工智能等信息技术日新月异，各行各业对数据信息存储的要求与日俱增。当前，以磁控存储技术为主的信息存储方式普遍存在寿命低、能耗高的缺点。与磁存储技术相比，光学数据存储技术具有能耗低、数据安全性高等优势，然而其数据存储容量受到光学衍射极限的极大制约。如何突破光学衍射极限，提升光存储技术光学系统的分辨能力，从而增加光学存储系统数据存储容量，是目前光存储技术进一步与大数据和云计算等信息技术融合的关键。本文阐述了基于超衍射极限分辨率的光学存储技术的原理和国内外发展现状，包括远场超分辨的三维光存储(如基于双光子吸收过程和饱和受激发射损耗荧光过程光数据存储)和近场超分辨二维光存储(如近场探针扫描显微存储、近场固体浸没透镜存储和超分辨近场结构存储)。最后，对基于超分辨光学存储技术当前存在的问题及未来发展方向进行了讨论。
光数据存储技术 光学超分辨技术 超大容量数据存储 optical data storage technology optical super-resolution technology ultra-high capacity optical data storage
