Ultrahurtig multitarget kontrol af tæt fokuserede lysfelter

En ny publikation fra Opto-Electronic Advances oversigter ultrahurtig multi-target kontrol af tæt fokuserede lysfelter.

Rum-tidsformning af ultrahurtige pulslasere betragtes som et kraftfuldt værktøj til udvikling af højeffektiv laserfangning, ultrahurtig optisk skruenøgle, præcis tidsopløsningsmåling, ultrahurtig spektroskopi, integreret optisk chip og højopløsningsbilleddannelse. I denne henseende er adskillige forskningsindsatser blevet afsat til at opnå den specifikke rumlige modulering og tidsmæssige kodning af lysfelter. Disse værker fokuserer dog primært på den enkelt-funktionelle rum-tid-formning af lysfelter og overser variationsdetaljerne af lysfelter inden for et ultrakort tidsregime. Hvordan man kan realisere den ultrahurtige multi-target kontrol af lysfelter ved at kombinere vektor-hvirvel (rumlige) træk med de ultrahurtige tidsvariationer (tidslige) har indtil nu været uhåndgribelig. Det har forhindret ikke kun lærerig indsigt i de ultrahurtige lys-stof-interaktioner, men også applikationerne i de nye optiske pincetindstillinger.

Forskere ledet af professor Baohua Jia ved Swinburne University of Technology, Australien, og Dr. Zhongquan Nie ved Taiyuan University of Technology, præsenterede et nyt koncept til at realisere ultrahurtig modulering af multi-target fokusfelter baseret på den nemme kombination af den tidsafhængige vektorial. diffraktionsteori med den hurtige Fourier-transformation. Det opnås ved stramt at fokusere radialt polariserede femtosekunds puls-hvirvellaserstråler i en enkelt objektiv linse geometri, som vist i fig. rolle i at bestemme de rige og eksotiske træk ved det fokuserede lysfelt på én gang, nemlig lys-mørke vekslen, periodisk rotation og langsgående/tværpolariseringskonvertering. De underliggende kontrolmekanismer er igen blevet afsløret ved skabelsen af ​​nul- eller π-fasevariation, tidsafhængig Gouy-faseforskydning og energiflux-omfordeling, som vist i fig. 2. Derudover er de indledende eksperimentelle resultater demonstreret af dette arbejde gode i overensstemmelse med deres foreslåede teoretiske forudsigelser og numeriske analyser, som vist i fig. 3.

Fordelene ved dette arbejde ligger i ikke kun at muliggøre højeffektiv drift og lav-kompleksitetsdesign af optisk opsætning, men også at øge den kontrollerbare tidsmæssige frihedsgrad i de praktiske optiske pincetstrategier sammenlignet med traditionelle tilgange. Endnu vigtigere er de præsenterede ruter i stand til samtidigt at opnå flere og kontrollerbare mål for lysfelter i en enkelt geometrikonfiguration. Udover at være af akademisk interesse i forskellige ultrahurtige spektrale regimer, lover disse ejendommelige opførsel af rum-tids evolutionære stråler at understøtte produktive ultrahurtige relaterede applikationer såsom multifunktionel integreret optisk chip, højeffektiv laserindfangning, mikrostrukturrotation, optisk mikroskopi med superopløsning. , præcis optisk måling og liveness-sporing.

Spektral-volumetrisk komprimeret ultrahurtig fotografering optager samtidig 5D-data i et enkelt snapshot