作者单位
摘要
1 浙江师范大学物理与电子信息工程学院,浙江 金华 321004
2 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室,浙江 金华 321004
提出一种环形相位构造方法,并通过实验产生了一种可调谐手性结构光场。在螺旋相位的基础上引入径向相位与等相相位形成环形子相位,在平面波上加载该相位产生单环手性结构光场。进一步利用相位叠加原理,组合多个不同环形子相位构成一个环形相位,进而利用其调控产生多环形手性结构光场。研究发现,通过控制拓扑荷数、等相位因子、径向偏移因子,能够灵活控制螺旋强度瓣叶的数量以及手性方向。此外,通过引入等相位梯度实现了光场的动态旋转。所构建的可调谐手性结构光场有益于手性结构微加工,在光学微操纵及光学通信领域也有较大的潜在应用价值。
物理光学 光场调控 相位调制 结构光场 手性光场 
光学学报
2024, 44(8): 0826002
施宇智 1,2,3,4,*赖成兴 1,2,3,4夷伟成 1,2,3,4黄海洋 1,2,3,4[ ... ]程鑫彬 1,2,3,4,**
作者单位
摘要
1 同济大学物理科学与工程学院,同济大学精密光学工程技术研究所,上海 200092
2 先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092
3 上海市数字光学前沿科学研究基地,上海 200092
4 上海市全光谱高性能光学薄膜器件及应用专业技术服务平台,上海 200092
5 香港理工大学电机与电子工程学系,香港 999077
6 新加坡国立大学电气与计算机工程系,新加坡 117583
光镊技术利用光和物质之间动量交换产生的光力对细小颗粒进行操控,具有无接触、操控尺寸小、精度高等特点,在基础物理、量子计算、生物医学等领域得到了广泛的应用。其中,横向光力(也称光横向力,OLF)是一种垂直于光的传播方向且与场强度梯度无关的特殊光力。近十年来,OLF的理论研究和实验探索成为了热点课题,在手性颗粒等超精密分选、光动量探测等方面有重要应用。从OLF的原理和产生条件、不同物理机制,以及在生物医学和物理化学等领域的应用等方面出发,对OLF的发展进行回顾和讨论,并对新的产生机制和更多的潜在应用与挑战进行展望。
横向光力 角动量 光学操控 光学自旋 手性颗粒 
光学学报
2024, 44(7): 0700001
作者单位
摘要
1 杭州电子科技大学 通信工程学院,杭州 310018
2 同济大学 物理科学与工程学院 先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092
基于五能级结构手征原子媒质,对光学时域隐身在外场调控下的实现进行了研究。在该五能级手征原子系统下,推导了原子媒质与光场参数相关的等效电磁响应参数的广义表达式,进而根据群折射率计算输出光脉冲。数值计算了五能级原子系统的外场以及原子媒质相关参数对隐身时域窗口大小以及形成时域窗口的光脉冲强度的影响。结果表明,时域窗口大小随控制场Rabi频率改变但基本不依赖于控制场的相位变化;两个耦合场相位在一个周期内的变化对左右旋圆极化输出波特性影响相反;两个耦合场中,当其中一个耦合场的Rabi频率减小时,对应时域窗口增大,但同时也会使形成窗口的脉冲强度减弱,而另一个耦合场Rabi频率则对时域窗口的大小影响较小。因此改变控制场和两个耦合场的强度、相位和失谐等参量可有效地调控输出脉冲的加速和延迟,产生显著的隐身时域窗口,提供了一种可操控的光学时域隐身的方案。
手征原子媒质 磁电耦合 光学时域隐身 五能级系统 量子相干 Chiral atomic medium Magnetoelectric coupling Optical temporal cloaking Five-level system Quantum coherence 
光子学报
2024, 53(2): 0227002
Ziheng Ji 1,2Wentao Yu 2,3Dashan Dong 2,4Hong Yang 2,4,5[ ... ]Kebin Shi 2,4,5,*
Author Affiliations
Abstract
1 Harbin Institute of Technology (Shenzhen), School of Science, Ministry of Industry and Information Technology Key Lab of Micro-Nano Optoelectronic Information System, Shenzhen, China
2 Peking University, School of Physics, State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-Optoelectronics, Beijing, China
3 Nanjing University of Science and Technology, Institute of Interdisciplinary Physical Sciences, School of Science, Nanjing, China
4 Shanxi University, Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Taiyuan, China
5 Peking University Yangtze Delta Institute of Optoelectronics, Nantong, China
Chiral sum-frequency generation (SFG) has proven to be a versatile spectroscopic and imaging tool for probing chirality. However, due to polarization restriction, the conventional chiral SFG microscopes have mostly adopted noncollinear beam configurations, which only partially cover the aperture of microscope and strongly spoil the spatial resolution. In this study, we report the first experimental demonstration of collinear chiral SFG microscopy, which fundamentally supports diffraction-limited resolution. This advancement is attributed to the collinear focus of a radially polarized vectorial beam and a linearly polarized (LP) beam. The tightly focused vectorial beam has a very strong longitudinal component, which interacts with the LP beam and produces the chiral SFG. The collinear configuration can utilize the full aperture and thus push the spatial resolution close to the diffraction limit. This technique can potentially boost the understanding of chiral systems.
chiral sum-frequency generation radially polarized beam nonlinear optical microscopy 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(2): 026006
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
2 School of Optoelectronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
Electromagnetic topological chiral edge states mimicking the quantum Hall effect have attracted a great deal of attention due to their unique features of free backscattering and immunity against sharp bends and defects. However, the matching techniques between classical waveguides and the topological one-way waveguide deserve more attention for real-world applications. In this paper, a highly efficient conversion structure between a classical rectangular waveguide and a topological one-way waveguide is proposed and demonstrated at the microwave frequency, which efficiently converts classical guided waves to topological one-way edge states. A tapered transition is designed to match both the momentum and impedance of the classical guided waves and the topological one-way edge states. With the conversion structure, the waves generated by a point excitation source can be coupled to the topological one-way waveguide with very high coupling efficiency, which can ensure high transmission of the whole system (i.e., from the source and the receiver). Simulation and measurement results demonstrate the proposed method. This investigation is beneficial to the applications of topological one-way waveguides and opens up a new avenue for advanced topological and classical integrated functional devices and systems.
guided waves highly efficient conversion photonic crystals topological chiral edge states 
Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 023902
甄玉冉 1,2邓杰 1,*布勇浩 1,2代旭 1,2[ ... ]周靖 1,2,***
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
偏振是光的固有自由度,偏振探测提供了光强和波长之外的更多丰富信息。红外偏振探测器在成像、通信、遥感和宇宙学等众多应用中发挥着至关重要的作用。然而,传统的偏振检测系统体积庞大、系统复杂,阻碍了偏振探测的小型化和集成化。近来,片上红外偏振探测器的发展引起了广泛的研究兴趣。本文将重点介绍片上红外偏振探测器的两个前沿研究领域:偏振敏感材料和偏振选择性光耦合结构集成的红外偏振探测器,主要讨论片上红外偏振探测器的研究现状以及未来的挑战和机遇。
红外偏振探测器 各向异性材料 拓扑材料 手性钙钛矿 偏振选择性光学耦合结构 infrared polarization detector anisotropic materials topological materials chiral perovskites polarization-selective optical coupling structures 
红外与毫米波学报
2024, 43(1): 52
作者单位
摘要
1 河南科技大学 物理工程学院,河南洛阳47023
2 之江实验室 智能感知研究院 类人感知研究中心,杭州311100
通过在入射光引入平移位相因子,从而实现了一种基于Richards‑Wolf矢量衍射理论的微尺度手性阵列光场的生成。通过模拟研究,进一步实现了阵列尺寸、阵列子单元手性的灵活调控。此外,探究了阵列的传播特性,在±λ传播距离内手性阵列光场均保持光场模式分布。该研究极大的丰富了手性强度光场的模式,在手性微纳材料的制备等领域具有良好的应用前景。
物理光学 紧聚焦 手性阵列光场 光场调控 physical optics tight focus chiral array light field light field regulation 
光电子技术
2023, 43(3): 207
作者单位
摘要
江苏和成显示科技有限公司,江苏 南京 210014
聚合物稳定VA(PSVA)液晶显示模式具有优异的光电性能。为进一步提升PSVA显示模式的透过率,在液晶中加入手性剂,形成手性掺杂聚合物稳定VA(C-PSVA)液晶显示模式。本文对C-PSVA显示模式的最优参数及实际显示效果进行研究。首先,建立模型对C-PSVA显示模式的光电特性及液晶分布进行模拟,分析了手性剂的加入对液晶排列产生的影响,对C-PSVA的显示原理进行分析。其次,研究了C-PSVA显示模式的延迟量、偏光片角度、手性剂比例对透过率提升的影响。最后,按照模拟结果配制液晶,制作C-PSVA样品,进行实际效果验证。结果表明,C-PSVA显示模拟的透过率较PSVA显示模式有明显提升,C-PSVA显示模式最佳延迟量约为460 nm,最优手性剂含量对应螺距值为4倍的盒厚。实测结果显示,与PSVA显示模式相比,C-PSVA显示模式透过率约有13%的提升。
聚合物稳定 手性剂 透过率 最佳延迟量 polymer stability chiral monomer transmittance optimal retardation 
液晶与显示
2023, 38(12): 1645
作者单位
摘要
陕西师范大学物理学与信息技术学院西安市光信息调控与增强技术重点实验室,陕西 西安 710119
稀土离子掺杂纳米颗粒具有稳定、窄带、多色的发光特性,相比量子点和染料分子,更不容易受到串扰、光闪烁、光漂白等效应的影响,因此受到广泛关注。然而,稀土离子的长荧光寿命(微秒至毫秒级)、低量子产率、弱荧光强度以及非定向发射等,限制了其在时间依赖纳米光子器件中的应用。等离激元纳腔耦合了光场和电子激发,有利于显著压缩荧光寿命、提高量子产率、增强上转换发光效率,并有效调控其发射方向。本文综述了纳腔调控稀土离子发光的有效途径及其相关研究进展,着重介绍了纳腔调控稀土离子产生亚50 ns超快上转换发光的工作,并对其在单光子源、量子通信和纳米激光器等方面的应用进行了展望。
表面等离激元 纳腔 稀土离子发光 表面等离激元近场调控 手性发光 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2300002
Author Affiliations
Abstract
1 Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica, Departamento de Física Aplicada, Universidad de Salamanca, Salamanca, Spain
2 Present address: Departamento de Electricidad y Electrónica, Universidad de Valladolid, Valladolid, Spain
3 Departamento de Física Aplicada, Universidad de Salamanca, Salamanca, Spain
4 Unidad de Excelencia en Luz y Materia Estructuradas (LUMES), Universidad de Salamanca, Salamanca, Spain
Ultrafast laser pulses provide unique tools to manipulate magnetization dynamics at femtosecond timescales, where the interaction of the electric field usually dominates over the magnetic field. Recent proposals using structured laser beams have demonstrated the possibility to produce regions where intense oscillating magnetic fields are isolated from the electric field. In these conditions, we show that technologically feasible tesla-scale circularly polarized high-frequency magnetic fields induce purely precessional nonlinear magnetization dynamics. This fundamental result not only opens an avenue in the study of laser-induced ultrafast magnetization dynamics, but also sustains technological implications as a route to promote all-optical non-thermal magnetization dynamics both at shorter timescales – towards the sub-femtosecond regime – and at THz frequencies.
chiral behavior nonlinear dynamics ultrafast dynamics 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(6): 06000e82

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