Une équipe de recherche dirigée par le professeur associé Wang Anting de l'Université des sciences et de la technologie de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a proposé une méthode de manipulation multidimensionnelle de la polarisation et de la phase basée sur un seul élément de phase géométrique. Ils ont réussi à générer et à contrôler les faisceaux de vortex vectoriels de haut niveau (VVBS).
L'étude est publiée dans Critiques laser et photonique.
Depuis que les lasers ont émergé, le contrôle multidimensionnel des champs de lumière laser a toujours été à la pointe de la recherche optique. Parmi eux, les VVB avec diverses caractéristiques physiques sous le contrôle coordonné du moment angulaire de spin-orbite (OAM) sont très favorisés.
Les VVB ont à la fois une distribution de polarisation anisotrope dans la section transversale et la distribution de phase hélicoïdale. Leur polarisation et leur phase peuvent être contrôlées indépendamment, montrant des perspectives d'application larges dans des champs tels que le traitement au laser. Cependant, les problèmes actuels comme le coût élevé et la faible flexibilité des VVB traditionnels restent à résoudre.
Les chercheurs ont d'abord modulé la phase et la polarisation du faisceau lumineux à travers la conversion Spin-OAM d'une seule plaque Q, puis ont utilisé des composants optiques traditionnels pour former un système de retard de phase réglable.
Ce système a remplacé les retardateurs de phase de cristal liquide à commande électronique pour réguler la phase géométrique du faisceau lumineux. Les chercheurs ont donc généré des VVB que les charges topologiques de phase et de polarisation étaient jusqu'à 16, atteignant un contrôle flexible de la distribution de polarisation arbitraire des VVB d'ordre élevé.
L'équipe a également utilisé les propriétés géométriques de la sphère traditionnelle de Poincaré (TPS) pour décrire le processus de contrôle de polarisation du système de retard de phase proposé.
Ils ont utilisé la sphère de Poincaré hybride (HYPS) pour décrire le VVB généré, démontrant la relation de cartographie entre le TPS et les HYS. Non seulement cela, les chercheurs ont également effectué une analyse systématique de l'évolution de la polarisation pendant le processus de propagation des VVB.
Cette étude fournit une approche rapide et efficace pour la génération flexible de VVBS, ce qui le rend simple, rentable et facilement intégrable.
