胡友友副教授在Optics Express發表高階龐加萊光束産生的最新研究成果
近日，伟德国际1946官方网應用光學研究中心胡友友副教授與華中科技大學光電信息學院李波副教授合作，在激光技術及光場調控方面取得最新研究進展，在國際知名光學期刊《Optics Express》(中科院物理與天體物理大類2區，TOP期刊，影響因子：3.833)上發表研究論文《Controlled generation of mode-switchable nanosecond pulsed vector vortex beams from a Q-switched fiber laser》，論文第一作者為胡友友副教授，物理電子學2020級碩士研究生馬志遠為共同第一作者，華中科技大學李波副教授為通訊作者。
高階龐加萊光束在其橫截面内具有相位奇點和複雜的空間偏振分布。高階龐加萊球的兩極點為拓撲荷數相反的左旋和右旋圓偏振渦旋光束，其不同拓撲荷數互相正交及暗中空的光場分布，使其廣泛應用于激光加工、自由空間光通信等領域。高階龐加萊球的赤道為圓柱矢量光束，目前已被廣泛應用于超高分辨率光學顯微、激光加工、光鑷、光針等領域。而高階龐加萊球赤道和兩極之間的橢圓偏振矢量光束已被證實對界面附件量子發射的可視化具有重要意義。
圖1腔内可調階高階龐加萊光束調Q光纖激光器空間光路部分
針對腔内直接産生高階龐加萊光束的靈活性不高，該論文提出了一種可調階高階龐加萊光束調Q光纖激光器，在環形腔内插入兩組渦旋半波片組實現腔内模式轉換及自再現，渦旋波片組中包括兩片不同階的渦旋波片(階數為1和3)和兩片四分之一波片。其中，兩片四分之一波片被用于實現兩片渦旋波片階數的加減(實現階數2和4的高階龐加萊光束的輸出)。在兩組渦旋波片中其模式轉換過程如圖1所示，通過光纖偏振控制器控制腔内偏振态，實現光束在兩個不同階的高階龐加萊球的偏振演化，并利用偏振無關分束立方實現輸出耦合，在光纖激光器腔内直接産生了穩定的及可調階的高階龐加萊光束的輸出。
相關工作受到江蘇省自然科學基金青年基金項目、江蘇省重點研發計劃（産業前瞻與共性關鍵技術）、滄州市重大科技項目、鎮江市重點研發計劃（産業前瞻與共性關鍵技術）、伟德国际1946官方网青年科技項目、伟德国际1946官方网新興科技團隊項目資助。
論文鍊接：https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-18-33195&id=495653