Four-wave plate composite polarization controller
提出一种由两个半波片和两个四分之一波片组成的复合偏振控制器，仅通过旋转半波片即可连续调节延迟与旋转，并经理论和实验验证可实现任意偏振变换。
2025-03-14 physics.optics
Coherence-induced Polarization Effects in Vector Vortex Beams
我们从理论和实验上证明了具有偏振奇异性的一般和高阶矢量涡旋光束的相干性引起的偏振变化。聚焦部分相干矢量涡旋光束的显著退偏效应使光束的横向相关宽度减小，这为在保持光束偏振分布的前提下实现光束强度和偏振度的整形提供了一种手段。光强变化和偏振度下降与光束的偏振奇异性指数有关。我们的研究结果可能会提供一个额外的自由度，目前预计与各种类型的矢量涡旋光束的无数应用。
2020-07-21 physics.optics
Arbitrary polarization retarders and polarization controllers, constructed from sequences of half-wave and quarter-wave plates
本文提出由半波片和四分之一波片按特定角度旋转构成的任意偏振延迟器，并与任意偏振旋转器集成，实现任意到任意偏振变换，其中部分器件为首次提出，延迟量和旋转角可通过波片相对取向连续调节。
2025-04-08 physics.optics
New mechanism for polarization singularity of vector vortex beams
最近认识到，在光束的积分表示中的平面波模式的偏振基需要由无发散麦克斯韦方程产生的自由度来确定。这是文献中经常引入的实单位向量，称为Stratton向量。这样确定的极化基在平行于斯特拉顿矢量的动量处是奇异的。本文证明了矢量涡旋光束的积分表示的偏振奇异性来自于与Stratton矢量相关的偏振基的奇异性。讨论了矢量涡旋光束偏振结构与偏振基的一致性。
2020-07-01 physics.optics
Geometric Metasurface Fork Gratings for Vortex Beam Generation and Manipulation
近年来，具有轨道角动量的涡旋光束由于其在大容量光通信中的应用潜力而受到广泛关注。这种能力源于轨道角动量（OAM）的无界拓扑荷，它为编码信息提供了无限的自由度。产生涡旋光束的两种最常见的方法是通过叉形衍射光栅和螺旋相位板。虽然传统的螺旋相位板的实现需要复杂的3D制造，但新兴的超颖表面领域为产生任意轨道角动量的涡旋光束提供了平面和简便的解决方案。在这里，我们实现了一种新型的几何超颖表面叉光栅，无缝地结合了超颖表面相位板的功能，用于产生涡旋光束，和线性相位梯度超颖表面的功能，用于控制波的传播方向。因此，超颖表面叉形光栅能够同时控制光的自旋和轨道角动量。
2016-05-03 physics.optics
Fast fabrication of optical vortex generators by femtosecond laser ablation
利用飞秒激光烧蚀玻璃上的金膜，实现了基于q板设计的涡旋光束微光学元件的快速制备。使用电流计扫描仪以5 mm/s的写入速度在约1分钟内制备直径约0.5mm的Q板。光栅的周期为0.8微米，槽宽为250 nm，实现了使用飞秒激光烧蚀在343 nm波长。在633 nm波长下对光学涡旋发生器进行了相位和强度分析，证实了设计的性能。通过烧蚀50 nm厚的金膜制成的q板的自旋-轨道转换效率约为3%。这种光栅可以承受高达800 ℃的热退火。它们可以用作使用偏振后选择的光学涡旋发生器。
2018-12-26 physics.optics
Off-axis vortex beam propagation through classical optical system in terms of Kummer confluent hypergeometric function
本文给出了具有光学涡旋的激光束通过透镜系统传输的解析解。利用螺旋相位板将光涡旋引入到高斯光束中。该解是一般的，因为它适用于任何整数拓扑电荷的光学涡旋，螺旋相位板的离轴位置和任何数量的透镜。一些有趣的结论进行了讨论。高阶涡是不稳定的，在小的相位或振幅扰动下分裂。然而，我们已经表明，离轴高阶涡是稳定的传播过程中通过一组透镜描述的傍轴近似，这是不典型的行为。由于螺旋相位板的移动，在像平面上记录的涡旋轨迹表现得像一个刚体。我们引入了一个新的因子，它在我们的光束中起着与纯高斯光束中的Gouy相位相同的作用。
2020-05-11 physics.optics
Realizing polarization conversion and unidirectional transmission by using a uniaxial crystal plate
我们发现，电磁波的偏振态可以很容易地使用一个单一的薄单轴晶体板操纵。通过对坐标系进行旋转变换和控制平板厚度，可以实现TE波和TM波在一个谱段内的完全偏振转换。我们表明，非对角元素的介电常数是极化转换的关键。我们的分析可以清楚地解释实验中发现的结果与超材料。最后，我们提出了一种简单的基于偏振转换和表面等离子激元激发的单向传输装置。
2017-03-01 physics.optics
Experimental observation of polarization-dependent optical vortex beams
本文报道了诱导偏振相关涡旋光束的实验研究。我们使用Talbot配置作为一种方法来探测这种效果。特别是，我们的简单实验显示了这种观察的直接测量。我们的实验可以清楚地显示光的偏振态和轨道角动量（OAM）态之间的组合。这一实现可能有助于量子系统或量子信息的进一步研究。
2016-10-04 physics.optics
Highly efficient broadband polarization retarders and tunable polarization filters made of composite stacks of ordinary wave plates
利用量子力学中态矢量的演化与偏振光学中琼斯矢量之间的形式类比，我们构造并实验证明了有效的宽带半波偏振延迟器和可调谐窄带偏振滤波器。宽带延迟器和滤波器都是由同一组堆叠的标准多阶光学波片相对于它们的快偏振轴以不同角度旋转来构造的：对于某一组角度，该设备表现为宽带偏振延迟器，而对于另一组角度，它变成窄带偏振滤波器。我们证明，我们的过滤器的传输配置文件可以集中在任何所需的波长在一定的附近的波片的设计波长仅通过选择适当的旋转角度。
2015-03-09 physics.optics
Broadband composite nonreciprocal polarization wave plates and optical isolators
本文提出由多个级联非互易波片构成的宽带非互易相位延迟器，并利用互易与非互易消色差四分之一波片及平行偏振器实现宽带光学二极管。
2023-05-10 physics.optics
Crystal Optical Properties of Inhomogeneous Plates and the Problems of Polarization Tomography of Photoelastic Materials
利用Jones矩阵方法，分析了由一堆弱双折射板组成的非均匀材料的晶体光学性质，并与光弹性介质中三维介电张量场偏振层析所采用的胞元模型相联系。结果表明，在一般的材料表现出“表观”的光学回转所造成的不同取向的板。在弱光学各向异性的情况下，确定了极化参数和介电张量分量之间的关系。
2007-09-01 physics.optics
A polarization gadget with two quarter wave plates: Application to Mueller Polarimetry
我们发现，有几种方法可以将任意偏振态转换为另一个只有两个四分之一波片（QWP）。我们已经验证了这一几何使用轨迹的初始和最终的偏振态对应的所有快轴方向上的庞加莱球的QWP。给出了偏振态轨迹的精确解析表达式。通过对应于变换的矩阵运算获得的方程的分析处理支持几何表示。这种知识可以用来获得穆勒矩阵，通过使用四分之一波片，这已经通过利用输出状态在输入状态上的投影而在实验上示出。
2014-12-25 physics.optics
Metamaterial-based polarization control plate for producing incoherent laser irradiation
我们提出了一种基于超材料的随机偏振控制板，通过利用超材料的局部偏振操纵光束传输的能力，通过调整其局部几何形状来产生非相干激光照射。作为原理证明，我们在一个简单的光学系统中，使用一个典型的L形等离子体超材料与局部变化的几何形状，从所需的偏振分布，可以得到这个想法的数值。计算结果表明，该方案能有效地抑制散斑衬度，提高辐照均匀性，有望满足日益增长的非相干激光辐照要求。
2012-07-07 physics.optics
Arbitrary polarization conversion for pure vortex generation with a single metasurface
光学涡旋光束的纯度取决于其能量在不同方位角和径向模式之间的传播。这种扩散越小，涡流纯度越高，其产生和检测的效率越高。有几种方法来产生具有明确定义的轨道角动量的涡旋光束，但只有少数存在允许选择纯径向模式。这些通常由具有相当复杂的布置的许多光学元件组成，包括有源腔谐振器。在这里，我们表明，它是可能的，以产生纯涡旋光束使用一个单一的超颖表面板与偏振器相结合。我们推广了现有的理论，考虑任意输入偏振态的双折射纳米柱的独立相位和振幅控制。高纯度，相当大的创建效率和无法通过的紧凑性，使所提出的方法一个强大的复杂的振幅调制工具，纯涡旋产生，即使在大拓扑电荷的情况下。
2020-06-18 physics.optics
Customized optical chirality of vortex structured light through state and degree of polarization control
本研究揭示了椭圆率、偏振度及拓扑电荷对非傍轴涡旋光束光学手性的影响，建立了按需定制其手性的理论，为手性纳米光学和结构光光子学的技术发展提供支撑。
2023-04-06 physics.optics
Multi-wavelength Q-plate Arithmetic in an All-Liquid-Crystal Modular Setup
本文提出了一种基于电可调液晶器件Q-modules的改进方法，解决了传统q-plate堆叠运算中需机械重排以改变输出和工作波长的问题，实现了多波长下的无机械交互动态调控。
2023-05-26 physics.optics
Broadband and ultra-broadband polarization rotators with adiabatic modular design
我们实验证明了一个宽带和超宽带光谱带宽偏振旋转器。这两种偏振旋转器都采用模块化设计，即它们由旋转到给定角度的半波片阵列组成。我们表明，宽带和超宽带性能的偏振旋转器是由于光的偏振演化的绝热性质。在本文中，我们实验研究了宽带和超宽带偏振旋转器的性能，包括十个多阶半波片和十个商业消色差半波片，分别。阵列中的半波片从第一个半波片的快偏振轴与入射线性偏振光之间的初始对准开始相对于彼此逐渐旋转到期望的偏振旋转角。
2015-02-17 physics.optics
Mode purity and structural analysis of x-ray vortices generated by spiral zone plates
在可见光谱中，涡旋光束有着广泛的应用，从光镊到超分辨率成像。最近，这些光束已被证明使用X射线和电子束。然而，到目前为止，还没有对涡流质量进行深入的讨论，这可能成为各种涡流应用所必需的。本文研究了由螺旋波带片（SZP）产生的旋涡场的模式转换效率（MCE）、涡旋结构和稳定性（涡旋分裂）。我们已经设计并制作了具有不同拓扑电荷的二元和相息图的SZPs。相息图以其在理想情况下的100%衍射效率而闻名。在这项工作中，这两种类型的对比方面的旋涡质量。利用重叠关联相干衍射成像，并通过与模拟的比较，所产生的场的波前的特征。有人发现，MCE和涡旋结构表现出相同的依赖性材料和ZP性能的衍射效率（DE），并在这个意义上的开诺全息轮廓也提高了涡旋质量。随着SZP电荷的增加，MCE减小。研究结果将光学参数与涡流特性联系起来，有助于最大限度地提高ZP涡流发生器的性能。
2022-09-09 physics.acc-ph physics.optics
Local orbital angular momentum revealed by spiral phase plate imaging in transmission electron microscopy
光和物质波的轨道角动量（OAM）是近几年来受到越来越多关注的一个参数。具有良好定义的OAM的光束，即所谓的涡旋光束，已经应用于例如电信，天体物理学，纳米操纵和光学和电子显微镜中的手性测量。此外，由与样品的相互作用引起的波的OAM显示出巨大的兴趣潜力。在所有这些实验中，测量波的精确（局部）OAM含量是至关重要的，无论它是入射涡旋光束还是与样品相互作用后的出射波。在这项工作中，我们研究了使用螺旋相位板作为替代的可编程相位板用于光学测量OAM。我们推导分析如何可以用来研究任何波函数的本地OAM组件。通过数值模拟，我们说明了如何可以测量纯涡旋光束的OAM。我们还期待在未对准的涡旋光束的总和，并显示如何使用SPP的位置和OAM的每个单独的光束可以被检测。最后，我们看看在OAM诱导的磁偶极子上的自由电子波，并显示如何的SPP可以用来本地化的磁极和测量他们的“磁荷”。虽然我们的研究结果可以应用于研究的OAM的任何波函数，他们是特别感兴趣的电子显微镜，其中通用的可编程相位板还不存在。
2016-02-03 physics.optics
Generation of electron vortex beams with over 1000 orbital angular momentum quanta using a tuneable electrostatic spiral phase plate
我们报告使用静电MEMS为基础的设备，以产生高品质的电子涡旋光束与超过1000量子的轨道角动量（OAM）。衍射和离轴电子全息实验表明，在衍射平面中的旋涡的直径与OAM线性增加，从而允许校准的旋涡的角动量内容。具有更大OAM值的电子涡旋束的实现目前受到器件击穿电压的限制。潜在的解决方案，以克服这个问题进行了讨论。
2022-02-28 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Generation of cylindrical vector vortex beams by two cascaded metasurfaces
提出了一种简单有效的基于两个级联超颖表面的任意柱面矢量涡旋（CVV）光束的产生方法。该超颖表面作为空间变化的Panchratnam-Berry相位元件工作，并且可以产生任何期望的涡旋相位和矢量偏振。第一超表面用于切换与涡旋相关联的拓扑电荷的符号，并且第二超表面用于操纵局部极化。这种方法允许我们同时操纵CVV光束的偏振和相位。
2014-07-22 physics.optics
Spectral and polarization properties of 'cholesteric liquid crystal - phase plate - metal' structure
我们研究了由胆甾相液晶层、相位板和金属层组成的结构中的局域表面模。这些模式类似于光学Tamm状态。建立了偏振光在前向和后向传播时的非互易传输。结果表明，通过改变入射光的偏振面和外加电场，可以控制胆甾相液晶的透射光谱。[The案文以英文（第1-9页）和俄文（第10- 1 - 9页）提供]
2016-08-05 physics.optics
Vortex beams with tunable "all-with-visible-light" dye-doped liquid crystal q-plates for broadband application
Instituto Universitario de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías, Universidad de Alicante（阿利坎特大学应用物理科学与技术大学研究所）；Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante（阿利坎特大学系统信号理论与物理工程系）；Departamento de óptica, Farmacología y Anatomía, Universidad de Alicante（阿利坎特大学光学、药理学和解剖学系）
本研究提出了一种利用商用可变螺旋板制造具有宽频应用的可调全可见光染料掺杂液晶q-板，实现高质量光学涡旋的生成。
2026-03-10 physics.optics
A compact single channel interferometer to study vortex beam propagation
我们提出并证明了一个单通道干涉仪，可用于研究如何涡旋光束传播。该干涉仪由不同焦距的菲涅耳波带片和螺旋菲涅耳波带片空间随机复用合成的多功能衍射光学元件组成。MDOE产生两个共同传播的光束，使得只有携带轨道角动量的光束被位于菲涅耳波带片的焦平面处的薄散射体的环形堆叠调制，而另一个光束穿过环形的中心而没有任何调制。在螺旋菲涅耳波带片的焦平面上记录干涉图样。利用该光学系统研究了涡旋光束通过不同数目薄散射体叠层的散射特性。先前已经报道了关于较高或较低电荷束是否遭受更多劣化的验证结果。提出的干涉仪提供了一个相对简单和紧凑的实验研究涡旋光束通过散射介质的传输手段。
2019-12-04 physics.app-ph physics.optics
Optical Skyrmions of Vortex Darkness
本文揭示了一类自然存在于光学涡旋相位奇点周围的Gauss-Stokes光学斯格明子，无需整形矢量光束或叠加空间模式与偏振，并通过聚焦场实验证实了其预测特征。
2025-01-28 physics.optics
Demonstration of an optical polarization magnifier with low birefringence
在任何偏振测量技术中，在激光束到达分析器之前增强激光束的激光偏振变化可以帮助提高灵敏度。这可以使用具有大的线性二向色性的光学部件来执行，增强因子等于两个透射因子之比的平方根。一堆布儒斯特入射的平行板看起来适合于实现这样的偏振放大器。在本文中，我们解决的问题所提出的干涉板和板之间，影响测量引起的双折射。我们证明，楔形板提供了一个方便和有效的方法来避免这种干扰。我们已经实现了4和6楔形板在布鲁斯特入射，这导致了我们正在进行的奇偶违反测量的信噪比的决定性改善的设备和特点。
2005-03-22 physics.optics
Mathematics of effective $q$-plate in polarization optics
本文建立了通过三个$q$-波片级联实现有效波片的数学形式体系，其中八种配置可提供恒定或可调延迟量，支持高阶庞加莱球上的完整偏振变换，适用于结构光与偏振拓扑调控。
2025-09-10 physics.optics
Chiral patterning of rough surfaces with vortex laser beams: from structured polarization to twisted forces
针对激光制备精确可控手性表面结构的难题，本研究理论结合时域有限差分模拟，分析涡旋光束的自旋与轨道角动量对粗糙金属表面能量吸收和扭转力的作用，证实其可制备手性表面结构，为手性表面工程提供新途径。
2024-09-18 physics.optics
Broadband polarization rotator with tunable rotation angle composed of three wave-plates
提出了一种简单的宽带偏振旋转器方案，并进行了实验验证。旋转器由三个波片组成，其中一个是全波片。复合脉冲模拟的启发下的鲁棒方法允许在很大程度上补偿波片色散。
2020-01-26 physics.atom-ph physics.optics
Generation of ultrashort light pulses carrying orbital angular momentum using a vortex plate retarder-based approach
本研究提出基于涡旋相位延迟片的方法，利用Yb:KGW振荡器泵浦的非共线光参量放大器产生亚10飞秒涡旋光脉冲，完成时空表征与结构重构，并验证可生成任意偏振的亚20飞秒轨道角动量光脉冲。
2023-11-17 physics.app-ph physics.optics
Method to measure off-axis displacements based on the analysis of the intensity distribution of a vortex beam
研究了高斯光束通过螺旋相位板产生的夫琅禾费衍射图样的特性。我们通过解析和数值计算表明，输入光束的离轴位移会产生不对称的衍射图案。沿最大不对称性方向的强度分布显示出两个不同的峰。我们发现，这两个峰值之间的强度比呈指数下降与入射光束的离轴位移，衰减是陡峭的螺旋相位板的光学奇异性的强度越高。我们分析了如何使用这种强度比来测量输入光束的小失调，具有非常高的精度。
2009-02-27 physics.optics
Stability calculations for the ytterbium-doped fiber laser passively mode-locked through nonlinear polarization rotation
本文从理论上研究了一种利用非线性偏振旋转实现被动锁模的光纤激光器。本文考虑了一个单向环形腔，在半波片和四分之一波片之间放置一个起偏器。导出了主方程，研究了连续解和锁模解的稳定性。特别是，四个相位板的取向和偏振器上的锁模制度的效果进行了研究。
2004-11-08 physics.optics
Generating optical vortex beams by momentum-space polarization vortices centered at bound states in the continuum
光学涡旋（OV）是一种具有螺旋波前和螺旋相位位错的光束。这类梁在各个领域引起了越来越多的兴趣。在这里，我们从理论上提出并实验实现了一种新颖但简单的方法来产生光学涡旋。利用二维周期性结构（如光子晶体板）动量空间中束缚态（BIC）周围固有的偏振拓扑涡旋结构，使光束产生Pancharatnam-Berry相位.这类新的OV发生器在动量空间中运行，这意味着没有真实的空间结构中心。因此，不仅制造而且实际对准将被大大简化。理论上可以实现任意工作波长下的任意偶数阶OV，即准无衍射的高阶准贝塞尔光束。该方法拓展了束缚态在连续介质和拓扑光子学中的应用。
2019-09-27 physics.optics
SU(2) polarization evolution on higher-order Poincaré sphere by using general $q$-plate
本文研究了利用一般 $q$-板在高阶庞加莱球上的旋转动力学，建立了两者间的拓扑条件以实现 SU(2) 偏振演化，并证明全局 SO(3) 旋转等价于标准球面上的多个局部旋转，且可调 $q$-板能实现球面的完整覆盖。
2025-06-25 physics.optics
Polarization Vortex for Enhanced Refractive Index Sensing
本文研究利用连续域束缚态（BIC）偏振涡旋增强全介质传感器折射率灵敏度，发现其k空间位置对折射率变化呈平方根依赖，角度灵敏度可比肩表面等离子体激元传感器，并观察到BIC蓝移及角度灵敏度超过光谱灵敏度的特殊区域。
2025-07-21 physics.optics
Geometric phase associated with Poincaré beams due to unfolding of fractional optical vortex beams
利用混合螺刃位错的计算全息图对高斯光束进行衍射，产生分数阶涡旋光束。将产生的分数涡旋光束展开为双折射晶体内的本征偏振分量，导致光束横截面中的标量相位奇异性转换为矢量偏振奇异性。椭圆场的奇点即C点（未定义长轴的点）和L线（未定义手性的线）穿过光束的演化量化了变换。的位错，横向空间分离和纵向相对相位的两个本征偏振分量上确定的复杂的横向偏振结构的分数阶决定的相位形态的效果进行了研究。所产生的庞加莱光束的性质也通过将偏振态投影到庞加莱球上来表示。随着位错阶数从0.0逐步增加到1.0，相对相位的增加，部分庞加莱梁转化为完整的庞加莱梁。对于不同的展开视场光束的动态相位差，通过C点周围庞加莱球轮廓的几何相位来测量C点周围局部结构的变化。该研究为涡旋光束在不同几何相位下的应用提供了参考。
2019-06-05 physics.optics
Vortex and anti-vortex compositions of exact elegant Laguerre-Gaussian vector beams
将传统的束流定义重新表述为它们的双向版本，并使用赫兹势，使束流场成为麦克斯韦方程组的精确矢量解。该方法适用于TM和TE偏振的高阶雅盖尔-高斯光束。它们的等拓扑荷和反拓扑荷的涡旋和反涡旋共轴合成以封闭的解析形式给出。组合光束的偏振分量由其径向和方位角折射率指定。两种类型的光束组合物的纵向分量是共同的，同时它们的横向分量是不同的，并且包括两个-非傍轴和傍轴-分别由傍轴参数和其倒数区分的独立部分。新的解决方案可能出现有用的任意矢量光束的建模和剪裁。
2016-10-15 physics.optics
Broadband highly-efficient dielectric metadevices for polarization control
基于具有电和磁Mie型共振的介电纳米结构表面的元器件已经导致迄今为止功能性平面光学器件的最佳效率，只有一个缺点：窄的操作带宽。在这里，我们实验证明宽带透明的全介质超颖表面高效的偏振操纵。我们利用广义惠更斯原理，叠加的散射贡献从几个电和磁多极模式的组成元原子，实现相消干涉在反射在一个大的光谱带宽。通过采用这种新的概念，我们展示了无反射（约90%的透射率）的半波片，四分之一波片，矢量光束q板，可以在多个电信频段与约99%的偏振转换效率。
2016-03-23 physics.optics
Generating arbitrary polarization states by manipulating the thicknesses of a pair of uniaxial birefringent plates
提出一种通过操纵光轴夹角为π/4的一对单轴双折射晶片厚度来产生任意偏振态的光学方法，可在高度离散光谱中无空间分离地生成目标偏振分布，并数值演示了类矢量光电场波形的连续产生。
2023-08-02 physics.optics
Reconstructing the Poynting vector skew angle and wave-front of optical vortex beams via two-channel moiré deflectometery
本文提出了一种基于双通道莫尔偏折术的涡旋光束坡印廷矢量波前和横向分量的测量方法。用这种方法分析了非均匀液晶盒q板产生的涡旋光束。所测得的束流拓扑荷与理论预测吻合得很好。
2013-03-09 physics.optics
Common-path generation of stable cylindrical perfect vector vortex beams with arbitrary order
本文提出并论证了一种高效、灵活的产生稳定的径向偏振和方位偏振的理想涡旋光束以及所有高阶柱面矢量涡旋光束的方法。该方法是实现任意整数拓扑荷的两束正交圆偏振涡旋光束叠加的最简便方法。通过简单地控制输入完美涡旋光束在相敏空间光调制器（SLM）上的垂直偏振分量和水平偏振分量之间的相对振幅和相位，并采用共路干涉法，制备了任意阶的庞加莱光束。绘制了SLM上相位函数的相对相位与灰度的校准曲线，以便于使用预先计算的灰度颜色图来确定所需的相位偏移。产生的光束偏振态均匀分布在整个光束横截面上。在投影线偏振态下的两光束的干涉图样也给出了通过控制花瓣的数量和取向的圆柱对称花瓣光束。
2019-07-19 physics.optics
Single-pass, second harmonic generation of ultrafast, higher order vector vortex beams at blue
报道了一种新的蓝光矢量涡旋光束单次倍频的实验方案。利用脉宽约17 fs的钛宝石超快激光器和一组螺旋相位板，在偏振马赫-曾德尔干涉仪（MZI）中，在平均功率为860 mW的条件下，获得了lp = 12阶矢量涡旋光束。考虑到矢量涡旋光束的空间偏振特性，以及非线性频率转换过程对相互作用光束偏振特性的依赖性，利用两个光轴相互正交的硼酸铋晶体，将近红外矢量涡旋光束倍频为可见光矢量涡旋光束，倍频阶数高达lsh=24.实验测得lsh =2的矢量涡旋光束在单程倍频效率为2.4%时的最大输出功率为20.5mW。通过控制MZI中的时间延迟，我们在超快时间尺度上保持了泵浦光束和倍频光束的矢量涡旋性质。模式纯度的测量证实了高质量的矢量涡旋光束在泵浦和倍频波长的产生。通用的实验方案可以用来产生跨电磁波谱的矢量涡旋光束。
2019-02-07 physics.optics
Enantioselective optical gradient forces using 3D structured vortex light
本文揭示了三维结构涡旋光镊中两种对映选择性光梯度力，其中一种与偏振无关，可实现手性粒子的径向分选捕获。
2021-12-23 physics.optics
Stereographical visualization of a polarization state using weak measurements with an optical-vortex beam
我们提出了一个立体可视化方案的偏振态的二维成像的弱值与一个单一的设置。其核心思想是在弱测量中采用拉盖尔-高斯模或涡旋光束作为探测态。我们的方案的优点是，我们可以提取信息的偏振状态从单一的图像中的零强度点的光学涡旋光束对应的立体投影点的庞加莱球。我们实验上进行单次弱测量，以验证庞加莱球上的偏振态和零强度点的位置之间的立体关系。
2015-08-18 physics.optics quant-ph
Generation of hyperentangled states and two-dimensional quantum walks using $J$- ($q$)- plates and polarization beamsplitters
一个光子可以同时在其不同的内部自由度（DoF）（偏振、轨道角动量（OAM）和频率）以及外部自由度（DoF）路径上纠缠，这种多自由度的纠缠被称为超纠缠，为量子信息处理提供了额外的优势。我们提出了一个被动的光学设置使用$q$板和偏振分束器hyperentangle入射单光子的偏振，OAM和路径自由度。通过将偏振自由度映射到二维硬币态，将路径和OAM自由度映射到两个空间维度$x$和$y$，我们提出了一种仅使用偏振分束器和$q$ -板实现二维离散时间量子行走的方案，从而产生超纠缠态.通过测量任意两个自由度之间的纠缠负性来量化所产生的超纠缠量。我们进一步表明，超纠缠的产生可以通过使用额外的硬币操作或通过更换$q$板与$J$板控制。
2022-07-25 physics.optics quant-ph
Tunable bandwidth optical rotator
我们提出并实验证明了一种新型的偏振旋转器，它能够在宽或窄的光谱带宽内以任何期望的角度旋转线偏振光的偏振面。旋转器包括一个标准半波片阵列，相对于它们的快偏振轴以特定角度旋转。旋转器的性能取决于单个半波片的数量，在本文中，我们实验研究了两个复合旋转器的性能，包括六个和十个半波片。
2015-02-03 physics.optics
Generation of arbitrary abruptly autofusing circular Airy Gaussian vortex vector modes
复矢量模代表了光在其空间和偏振自由度上不可分离的一般状态，这激发了各种各样的新应用和现象，例如它们意想不到的传播行为。例如，它们可以传播描述周期性偏振转变，从一个矢量光束改变到另一个。在这里，我们提出了一类新的矢量模式的能力，经验突然自动聚焦行为。为了实现这样的光束，我们在圆艾里高斯涡旋（CAGV）光束的空间自由度编码。我们演示了实验产生的任意CAGV矢量光束，并证明了它们的一些性质，如模间相位的旋转。我们预计，这些模式的迷人特性将促进与其自动聚焦行为和偏振分布相关的新应用的发展。
2022-08-31 physics.optics
Miniature plasmonic wave plates
在波片中实现的线性双折射是控制光的偏振状态的自然方式。我们报告了一种利用表面等离子体设计微型平面波片的一般方法。这里考虑的谐振光学器件是由椭圆形天线光栅包围的单个圆形孔径。每个椭圆的短轴和长轴的差异在表面等离子体上引入相移，这使得能够实现四分之一波片。此外，实验结果和理论分析表明，所采用的一般方法不影响偏振态的光学相干性，仅改变椭圆光栅的形状，就可以完全探测到单位庞加莱球的表面。
2010-02-03 physics.optics
Generalized q-plates and novel vector beams
我们推广了q板的传统概念，在其定义中考虑了方位坐标的非线性函数，并在近场（菲涅耳衍射）和远场（夫琅禾费衍射）近似下模拟了将这种元件应用于均匀偏振输入光束所产生的场。一般而言，当在近场状态下工作时，所选择的函数定义线性偏振输入光束的输出偏振结构，以及圆偏振输入光束的输出场的相位。在远场区域，当方位角变量存在非线性时，矢量光束的中心奇点可以分叉成几个拓扑荷较低的奇点，而总的拓扑荷不变。根据所选择的q板函数，观察到输出光束上的不同特定行为，这为创建新颖的矢量光束以及偏振临界点和奇点分布提供了一系列可能性。
2019-03-25 physics.optics
Quasi-perfect vector vortex beam multiplexing using an LCoS
本文提出了一种利用硅基纯相位液晶显示器产生多个独立的准完美矢量涡旋光束的方法，这些涡旋光束具有可实时编程的半径、拓扑电荷、偏振阶数和三维位置。我们实现了多达7个独立光束的同时产生，拓扑电荷从-3至3，并发现模拟和测量的相位和偏振结构之间的巨大协议。此外，我们使用相同的方案来增强单个光束的焦深，从而产生在传播过程中保持其特性的“管”光束。
2022-06-13 physics.optics
Surface Plasmon Wave plates
在这里，我调查的数值和实验，具有两个不等的正交周期的孔的矩形阵列的偏振转换能力。我们表明，它是可能的，以这样一种方式，透射光是圆偏振的指定波长，λ-CPL，当该结构被适当定向的线性偏振光照射在正常入射的周期性。制作了一个器件，实验证实，在谐振波长处可以实现0.89的圆偏振度。
2019-11-28 physics.optics
The transverse shift of a high order paraxial vortex-beam induced by a homogeneous anisotropic medium
研究了倾斜高阶傍轴涡旋光束通过单轴晶体均匀各向异性介质的传输。我们发现，具有l阶光学涡旋的初始圆偏振光束分裂成具有复杂涡旋结构的寻常光束和非常光束。经过一系列的位错反应后，涡旋聚集在部分光束的轴上，初始圆偏振形成l阶光学涡旋。然而，只有l-1个涡旋聚集在具有正交圆偏振的部分光束的轴上。一个光涡旋沿垂直于光束倾斜面的方向移动。这种涡旋位移引起部分光束的横向位移。实际上，我们处理的是单轴、均匀各向异性介质中的光束四阶矩。前两个光束是初始倾斜光束分裂为普通光束和非常光束的结果。
2008-12-22 physics.optics
Taming Friedrich-Wintgen interference in resonant metasurface: vortex laser emitting at on-demand tilted-angle
提出并实验验证在光学超表面中按需调控 FW-BIC 偏振奇点，并基于钙钛矿实现斜角高定向、动量空间偏振涡旋激光。
2022-12-20 physics.optics
