optische wervels, gekenmerkt door een spiraalvormig fasefront en een donutvormige intensiteitsverdeling, bijdragen aan een breed scala aan toepassingen, van microscopie tot optische communicatie. En toepassingen voor optische wervels nemen toe. Dus, wat is de beste manier om optische wervels te genereren? Actief, directe emissie vanuit een laserholte wordt als een van de beste benaderingen beschouwd. Voor toepassingen in kwantumoptica en beeldvorming met superresolutie, een laserbron die in staat is om wervelingen over een breed spectraal bereik te genereren, is essentieel.

Optische parametrische oscillatoren (OPO's) kunnen breedband afstembare straling genereren van UV tot infrarood. Onder OPO's, die gepompt uit femtoseconde fiberlasers bieden afstembare ultrasnelle pulsen met formidabele prestaties:hoge herhalingssnelheid, hoog uitgangsvermogen, en brede golflengtedekking. Zoals het blijkt, femtoseconde OPO's zijn ook de beste manier om optische wervels te genereren die op golflengtes kunnen worden afgestemd.

Dual-beam-modus OPO, twee kanalen

Minglie Hu van het Ultrafast Laser Laboratory aan de Tianjin University merkt op dat hoewel een enkelkanaals vortexstraalgenerator datatransmissiecapaciteit en opvangcapaciteit kan bieden om afstembare terahertz-straling te verkrijgen, dual-channel generatoren hebben dat vermogen, plus het voordeel van het genereren van twee verschillende soorten balken voor een breder scala aan toepassingen. "Twee onderling onsamenhangende bronnen met één Gauss-bundel en één vortexbundel zouden de Rayleigh-diffractielimiet kunnen breken, die kan worden toegepast voor beeldvorming met superresolutie, dus een tweekanaals vortexstraalgenerator is het meest wenselijk, " zegt Hu.

Hu en zijn team hebben onlangs een tweekanaals, dubbelgepompte OPO-configuratie die dubbele golflengte, dual-beam-modi die kunnen worden afgestemd op de telecommunicatieband. Gerelateerde onderzoeksresultaten worden gerapporteerd in Geavanceerde fotonica .

Ze bereiken een werking met dubbele golflengte door twee aangrenzende perioden van een periodiek gepoold lithiumniobaatkristal te stimuleren in een met ytterbium gedoteerde vezellaseropstelling. De structuur zorgt ervoor dat twee onafhankelijk afstembare paren signalen kunnen synchroniseren met de pomp en tegelijkertijd kunnen oscilleren.

De OPO-holteconfiguratie kan in twee kanalen worden verdeeld:een voor het genereren van Gauss-bundels en de andere voor het genereren van een verscheidenheid aan vortex-bundels. Hu legt uit, "Door de q-plaat te vervangen, ontstaan ​​vortexbalken met verschillende orden." Hu merkt op dat de q-plaat voldoende dun is, zodat de geïntroduceerde dispersie verwaarloosbaar is. De resulterende OPO genereert twee signalen die kunnen worden afgestemd op 1520-1613 nm en 1490-1549 nm, respectievelijk.

Hu en zijn team hopen dat de voorgestelde methode met zijn eenvoudige, economisch holteontwerp biedt een handige manier om optische wervels te genereren in dual-beam-modus. Ze verwachten dat het een platform kan bieden voor beeldvorming met superresolutie, niet-lineaire optica, multidimensionale kwantumverstrengeling, en meer.