Anmeldelse diskuterer brug af ikke-lineær optik med struktureret lys

Lys kan skræddersyes, ligesom stof, vævning og syning af et mønster ind i selve lysstoffet. Dette såkaldte strukturerede lys giver os mulighed for at få adgang til, udnytte og udnytte alle lysets frihedsgrader, for at se mindre i billeddannelse, fokusere tættere i mikroskopi og pakke mere information ind i lys til klassisk og kvantekommunikation. I deres undersøgelse offentliggjort i Opto-Electronic Advances , fremviser forfatterne de seneste fremskridt med at erstatte det traditionelle lineære optiske værktøjssæt med ikke-lineær kontrol.

Historisk set er ikke-lineær optik forbundet med bølgelængdekontrollen, men her viser forfatterne, at landskabet er langt mere farverigt end blot lysets farve, hvilket påvirker alle frihedsgrader på nogle gange kontraintuitive måder. Det avancerede værktøjssæt lover nye applikationer fra klassisk til kvante, og indvarsler et nyt kapitel i struktureret lys.

Forfatterne af denne artikel gennemgår de seneste fremskridt med at bruge ikke-lineær optik som et nyt værktøj til skabelse, kontrol og detektering af struktureret lys, der tilbyder ny indsigt og perspektiver på dette begyndende emne. Struktureret lys søger at udnytte lysets mange frihedsgrader, at påvirke "struktur" til lyset. Dette kan være i amplitude, fase, polarisering eller endnu mere eksotiske frihedsgrader såsom sti, kredsløbsvinkelmomentum og endda rumlig tidskontrol. Til dato er dette for det meste blevet opnået med et lineært optisk værktøjssæt, hvor ikke-lineær optik bruges til at ændre lysets farve (dets bølgelængde og frekvens). Fokus har været på lyseffektivitet.

I dag er fokus på, hvordan lyset ser ud, med andre ord lysets struktur. I denne artikel viser forfatterne, hvordan struktureret lys med ikke-lineær optik kan overgå det lineære værktøjssæt, blande frihedsgrader på usædvanlige måder, ændre udvælgelsesregler og producere til tider kontraintuitive resultater. For at diffraktere lys i et lineært system kræver det for eksempel et fysisk objekt med en vis sløring, for eksempel et nålehul eller slidser. Men i det ikke-lineære regime kan en lysstruktur i sig selv se ud til at være amplitudeobjektet, der diffrakterer et andet, for ny udbredelsesdynamik af strukturerede felter.

Spændende nok kan nye former for struktureret lys frembringes af produktet af felter i ikke-lineær optik frem for blot deres sum. Kvantestyring af lys kan få et løft ved at erstatte den allestedsnærværende lineære stråledeler med ikke-lineære krystaller, som har vist sig at forbedre billeddannelse og tilbyde en ny køreplan til højdimensionel teleportation. Interessant nok betyder lys-stof-interaktionen i ikke-lineær optik, at avanceret struktureret stof kan bruges til at tilpasse struktureret lys, for eksempel brugen af ​​avancerede kunstige materialer såsom metasurfaces og metamateriale, hvilket tilbyder uovertruffen ikke-lineær effektivitet.

Forfatterne udpakker fysikken i ikke-lineær optik i sammenhæng med struktureret lys, den første rapport, der gør det, og tilbyder en holistisk introduktion til emnet fra grundlæggende til applikationer. De giver nye indsigter og perspektiver baseret på deres lange track record i struktureret lys, og afslører, hvordan dette nye felt accelererer hurtigt, og foreslår, hvad fremtiden kan byde på, når nuværende udfordringer omdannes til spændende applikationer. + Udforsk yderligere

Direkte generering af komplekst struktureret lys