Lineær polarisationsholografi

I konventionel holografi dannes hologrammet ved at optage interferenskanterne af to kohærente stråler under anvendelse af et lysfølsomt materiale. Amplitude- og faseinformationen af ​​den oprindelige signalbølge kan rekonstrueres korrekt, når hologrammet læses. Ved at introducere lysets polarisationskarakteristika i konventionel holografi kan der tilvejebringes flere frihedsgrader til styring af optisk information. Men i rekonstruktionen af ​​polarisationsholografi, selvom amplituden og fasen af ​​signalbølgen kan rekonstrueres korrekt, viser polarisationsinformationen rige ændringer. Denne ændring er ikke kun relateret til polarisationstilstande og interferensvinkler af forskellige typer stråler i optagelses- og rekonstruktionsstadierne, men også til egenskaber såsom polarisationsrespons, diffraktionseffektivitet af fotoreceptormaterialerne.

Polariseret holografi er stadig på vej frem. Diffraktionseffektiviteten og polarisationstilstanden af ​​rekonstrueret bølge undersøges hovedsageligt under holografisk optagelse og rekonstruktion. I de senere år har polarisationsholografi fået stor opmærksomhed med introduktionen af ​​tensorteori. Ved at introducere den teoretiske model af den dielektriske tensor gør denne teori polarisationsholografien anvendelig til enhver interferensvinkel og polarisationstilstand, hvilket giver en enklere og bredt anvendelig teoretisk støtte til beregning af polarisationstilstanden af ​​den rekonstruerede bølge. Med den kontinuerlige uddybning af teoretisk forskning om polarisationsholografi er det begyndt at komme ind på forskellige anvendelsesområder. Det har brede udviklingsmuligheder inden for holografisk datalagring, lys-materiale-interaktion, mikro-nano-strukturbehandling og -fremstilling, specielle optiske enheder og så videre.

Forskerholdet af prof. Xiaodi Tan fra Fujian Normal University er et af de tidligste hold til at udføre forskning i polarisationsholografi i verden. De har gjort en række fremskridt inden for polarisationsholografi. Baseret på vektoregenskaberne for polariserede bølger foreslog de begreberne trofast rekonstruktionseffekt (FRE), ortogonal rekonstruktionseffekt (ORE) og nulrekonstruktionseffekt (NRE) og analyserede dannelsesbetingelserne og den interne mekanisme.

Gennemgangsartiklen publiceret i Opto-Electronic Science , titled "Linear polarization holography," reviews and summarizes the development of a basic component of polarization holography (linear polarization holography) based on the achievements of research teams across the world in recent years. In the linear polarization holography, the law of the change of the polarization state and the diffraction efficiency of the reconstructed wave are mainly studied, including FRE, ORE and NRE. The article distinguishes whether the polarization characteristics of the reconstructed wave is affected by the exposure energy, and then divides it into two categories for discussion. In the reconstruction characteristics that independent of the exposure energy, the polarization characteristics of the reconstructed wave change linearly with the exposure energy, which is realized by constraining the polarization state in the process of holographic recording and reconstruction.

Combined with these reconstruction characteristics, applications such as multi-channel polarization multiplexing or vector beams generation can be realized. The experimental results verify that polarization holography can improve information storage capacity, or generate vector beams with polarization and phase vortices. Generally, the polarization characteristics of the reconstructed wave is affected by the exposure energy and present a nonlinear change. These characteristics can provide references for analyzing the polarization and diffraction efficiency characteristics of holographic gratings with micro-nano structures. In addition, it is expected to make metamaterial with anisotropic refractive index distribution through multiple exposure, to realizing the modulation of the amplitude, phase, polarization and propagation direction of light, which can allow potential applications such as optical metasurfaces, photonic crystal, all-optical logic gate, polarization sensor and so on. Consequently, it is conducive to the production of linear and nonlinear optical functional devices with low-cost planar structures, and planar optical elements with a customer-design function are possible owing to its properties. This paper aims to provide new insights and ideas, so that polarization holography can be helpful in more areas as well as be widely used. + Udforsk yderligere

Metasurfaces control polarized light at will