Hiljuti avaldas Nature Communications olulise fotoonika uurimistöö. Kesk-Florida ülikooli CREOLi optika ja fotoonika kolledži ja teiste institutsioonide uurimisrühm pakkus uuenduslikult välja ja realiseeris eksperimentaalselt resonantsivaba Fabry-Pérot (FP) õõnsuse.
Kasutades valguskiirte orbitaalse nurkmomendi (OAM) manipuleerimiseks õõnsusesisest holograafilist faasimaski, saavutatakse uuringus Laguerre-Gaussi (LG) režiimide piiramatu järkjärguline eskalatsioon. See lähenemisviis murrab põhimõtteliselt traditsioonilistele optilistele resonaatoritele iseloomuliku diskreetse resonantsi, luues uudse optilise õõnsuse, mis on peaaegu immuunne õõnsuse pikkuse häirete suhtes. See avab uhiuued võimalused suure stabiilsusega optilise anduri, struktureeritud valguslaserite ja mittehermiitsete fotoonikauuringute jaoks.
1. Uurimistöö taust ja olemasolevad väljakutsed Traditsiooniline Fabry-Pérot (FP) resonantsõõnsus on lasertehnoloogia, optilise täppisanduri, kvantoptika ja footonite tuvastamise põhiseade. Sellel on aga omased ja vältimatud piirangud:
1. See genereerib resonantspiike ainult mõnel kindlal lainepikkusel, mille tulemuseks on kitsas tööriba.
2. See on äärmiselt tundlik õõnsuse pikkuse muutuste suhtes; vibratsioon ja temperatuurikõikumised põhjustavad resonantslainepikkuse triivi, mis halvendab anduri täpsust ja laseri stabiilsust.
Varasemad katsed parandada jõudlust dispersioonitehnoloogia ja õõnsusesisese optilise välja kujundamise abil ei ole suutnud põhimõtteliselt kõrvaldada sõltuvust õõnsuse pikkusest ja diskreetset resonantsi, piirates oluliselt praktilisi rakendusi.2. Põhiline uuenduslik disain ja tööpõhimõte See uurimus lahutab tavapärasest resonaatorite muutmise viisist dispersiooni reguleerimise kaudu. Selle asemel alustab see uuenduslikult optilise välja ruumilise režiimi manipuleerimisega ja kõrvaldab põhimõtteliselt füüsilise mehhanismi resonantsi.
Uurimisrühm integreeris holograafilise faasimaski (HPM) kompaktsesse tasapinnalisse FP õõnsusse režiimi teisendamise põhielemendina. See loobub tavaliselt kasutatavatest Hermite-Gaussi (HG) režiimidest ja võtab levimise aluseks Laguerre-Gaussi (LG) režiimid, mis kannavad orbitaalset nurkmomenti (OAM).
Evolutsiooni käigus genereeritud kõrgema järgu LG režiimidele on omane ortogonaalsus, mis rikub mitmete õõneskiirte sidusaid häiretingimusi. Tavapäraste õõnsuste diskreetsed resonantspiigid on täielikult maha surutud, võimaldades õõnsusel saavutada täiesti tasase, resonantsivaba lairiba spektraalreaktsiooni.
Peamised erinevused kahe režiimi vahel:
1. HG režiim: Üks komponent saab lülituda ainult kahe fikseeritud režiimi vahel, ei suuda saavutada pidevat tellimuse eskalatsiooni, seega ei saa resonantsi kõrvaldada.
2. LG-OAM režiim: kõigi modaalsete tellimuste pidevat eskaleerimist saab teostada ainult ühe faasimaskiga, millel on lihtne struktuur ja lihtne integreerimine.
3. Katsetulemused ja peamised esiletõstmised Meeskond valmistas holograafilise faasimaski, kasutades fototermorefraktsiooniklaasi, ja realiseeris lairibarežiimi muundamise maht-Braggi võre abil. LG režiimide keskmine konversiooniefektiivsus ületab madala faasimoonutusega 87,5%, võimaldades kõrgetasemeliste režiimide ortogonaalset levikut.
Eksperimentaalne võrdlus näitab, et traditsioonilistel FP-õõnsustel on diskreetsed resonantspiigid ja nende spektrid triivivad märkimisväärselt õõnsuse pikkuse muutumisel. Seevastu uus resonantsivaba õõnsus välistab täielikult resonantspiigid, pakkudes sisendspektriga ühtlast spektraalreaktsiooni. See säilitab stabiilse jõudluse isegi siis, kui õõnsuse pikkus varieerub 350% ulatuses, näidates suurepärast vastupidavust välistele häiretele. Kui Gaussi valgust süstitakse, saab kuni 19. järgu LG režiime ergutada ilma resonantsi tekitamata mis tahes järjekorras, mis kontrollib täielikult resonantsivaba mehhanismi tõhusust.
Autoriõigus @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. – Hiina kiudoptilised moodulid, fiiberoptiliste laserite tootjad, laserikomponentide tarnijad. Kõik õigused kaitstud.
