Vectorpolarisatoren zijn een lichtfiltertechnologie die verborgen zit achter de werking van veel optische systemen. Ze zijn te vinden, bijvoorbeeld, met zonnebril, LCD-schermen, microscopen, microprocessoren, laserbewerking en meer. Optisch fysici van Nanjing en Nankai University, China, en de Universiteit van Centraal Florida, ONS., publiceerde deze week details van hun nieuwe vectorpolarisatorontwerp APL Fotonica . Het nieuw voorgestelde ontwerp is een belangrijke vooruitgang in polarisatietechnologie omdat het flexibele filtering van een breed scala aan lichtbronnen en het genereren van nieuwe lichttoestanden mogelijk maakt.

Lichtgolven kunnen oscilleren met hun heen-en-weer beweging in verschillende richtingen, waar de polarisatie de aard van deze oriëntatie beschrijft. Een traditionele polarisator, als een lens van een gepolariseerde zonnebril, filtert licht dat in alle richtingen oscilleert, behalve in één richting. Het gefilterde licht wordt gepolariseerd licht genoemd.

"Het was een enorme uitdaging om het ontwerp en de fabricage van vectorpolarisatoren op te lossen om de lichtbundels aan te passen en te voldoen aan de vereisten van verschillende toepassingen, " zei Hui-Tian Wang, een auteur van de studie. Wang's groep bereikte een ontwerp dat de lichtintensiteit kan aanpassen, fase en polarisatie. "De vectorpolarisator kan de generatie-efficiëntie van vectorlichtbundels aanzienlijk verbeteren en kan bevorderlijk zijn voor het bereiken van een hoogwaardige vectorlaser."

Deze verbeteringen kunnen worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan optische systemen te verbeteren. Bij superresolutiemicroscopie, bijvoorbeeld, het manipuleren van polarisatie kan worden gebruikt om verre-veldfocussering te bereiken die verder gaat dan de normale diffractiebeperkingen.

De natuurkundigen verhoogden de efficiëntie en flexibiliteit van de polarisator door een nieuw op vloeibare kristallen gebaseerd ontwerp te gebruiken dat gebaseerd is op dubbele breking, waar specifieke polarisaties worden gefilterd op basis van hun brekingsindexen. Wang legde uit dat ze de oriëntatie van vloeibare kristalmoleculen hebben aangepast met behulp van strikte foto-uitlijningstechnieken. Ze bepaalden de dichroïsche kleurstoffilmstructuur in het dunne glazen compartiment voordat het vloeibare kristal werd toegevoegd.

De nieuwe vectorpolarisatoren hebben ook fabricagevoordelen. "Ze zijn flexibel ontworpen en gemakkelijk te vervaardigen, en hebben de voordelen van de grote complexe structuren en de breedband [lichtgolven] operatie, " zei Wang. "Echter, de vectorpolarisator die we hebben voorgesteld, heeft nog enkele verbeteringen nodig. Bijvoorbeeld, we moeten de kwaliteit van de uitlijning verbeteren, d.w.z., de kwaliteit van gegenereerde lichtstralen. We moeten ook de ruimtelijke resolutie verbeteren voor het regelen van de oriëntatie van vloeibare kristalmoleculen."

Wang is bijzonder enthousiast over het vermogen van deze vectorpolarisator om nieuwe gepolariseerde lichttoestanden te genereren, die hij hoopt te gebruiken bij het ontwikkelen van nieuwe toepassingen. Als voorbeeld, verstrengelde vectorfotontoestanden kunnen worden gebruikt bij het ontwikkelen van technologie voor kwantumcommunicatie.