In een caleidoscoop, spiegels zijn onder een hoek geplaatst om een ​​visuele illusie van meerdere, symmetrische afbeeldingen van één origineel object. Het aantal symmetrische assen in de caleidoscoop hangt af van het aantal spiegels en hoeken binnenin.

Geïnspireerd door deze meerassige symmetrie, onderzoekers hebben een nieuwe methode ontdekt voor het creëren van spiegelsymmetrische assen in de polarisaties van licht, die complexe manipulaties mogelijk maakt die nuttig zijn in optische hulpmiddelen en technologieën.

Bijvoorbeeld, optische bewerking, fotodetectoren, optische kooien en microscopie zijn allemaal hulpmiddelen die afhankelijk zijn van optische vectorvelden van verschillende mate van complexiteit. Velen van hen gebruiken spiegelsymmetrie in hun polarisatietoestanden en focale manipulatie.

In de krant, gepubliceerd in APL Fotonica , de onderzoekers beginnen met een cilindrisch vectoroptisch veld en introduceren een caleidoscoopstructuur in de polarisatietoestanden door een parameter toe te wijzen voor spiegelsymmetrische assen. Die nieuwe parameter, die een extra mate van vrijheid biedt, is gepland in de transmissiefunctie op een holografisch rooster in een ruimtelijke lichtmodulator om nieuwe optische vectorvelden te genereren.

"Spiegelsymmetrie bestaat al in optische vectorvelden, " auteur Yue Pan zei. "Echter, geen enkel onderzoek heeft systematisch de willekeurige symmetrie-eigenschappen van de oorspronkelijke optische vectorvelden en het spinimpulsmoment en de energiestroom in het brandvlak bestudeerd. We stellen eerst de caleidoscoop-gestructureerde vector optische velden voor met willekeurige symmetrie, en krijg spinimpulsmoment en energiestroom met goede eigenschappen en toepassingen."

Door meerdere spiegelsymmetrieassen in het ontwerp te implementeren, ze waren in staat om strak gefocuste velden in verschillende nuttige vormen te creëren, inclusief een subgolflengte flattop scherpe lijn die kan worden gebruikt in optische opslag en lithografie, en verschillende kruisen, tandwiel en zeshoekige vormen met tentakels en sleutels die handig zijn voor optische vangst. Ze waren ook in staat om de elliptische polarisatie te introduceren in het ontwerp van de nieuwe vectorvelden, waarvan Pan zei dat het zou kunnen helpen om het ontwerp en het genereren van caleidoscoop-gestructureerde vector optische velden verder te beheersen.

Auteur Hui-Tian Wang, leider van de groep, zeiden dat ze van plan zijn een theorie te bestuderen die nauwkeurig de symmetrie-eigenschappen van strak gefocuste optische velden kan voorspellen en manipuleren, nieuwe soorten optische vectorvelden voorstellen met nieuw orbitaal impulsmoment, en de spin-orbitale impulsmomentomzetting en koppeling verder bestuderen.