Licht kan op maat worden gemaakt, net als stof, door een patroon in de stof van het licht zelf te weven en te naaien. Dit zogenaamde gestructureerde licht stelt ons in staat om alle vrijheidsgraden van licht te gebruiken, te benutten en te benutten, om kleiner te zien in beeldvorming, scherper te focussen in microscopie en meer informatie in licht te verpakken voor klassieke en kwantumcommunicatie. In hun studie gepubliceerd in Opto-Electronic Advances , demonstreren de auteurs de recente vooruitgang bij het vervangen van de traditionele lineaire optische toolkit door niet-lineaire controle.

Historisch gezien wordt niet-lineaire optica geassocieerd met de golflengtecontrole, maar hier laten de auteurs zien dat het landschap veel kleurrijker is dan alleen de kleur van het licht, en alle vrijheidsgraden beïnvloedt op soms contra-intuïtieve manieren. De geavanceerde toolkit belooft nieuwe toepassingen, van klassiek tot kwantum, en luidt een nieuw hoofdstuk in gestructureerd licht in.

De auteurs van dit artikel bespreken de recente vooruitgang bij het gebruik van niet-lineaire optica als een nieuw hulpmiddel voor het creëren, controleren en detecteren van gestructureerd licht, en bieden nieuwe inzichten en perspectieven op dit ontluikende onderwerp. Gestructureerd licht probeert de vele vrijheidsgraden van licht te benutten, om "structuur" op het licht te beïnvloeden. Dit kan in amplitude, fase, polarisatie of zelfs meer exotische vrijheidsgraden zijn, zoals pad, baanimpulsmoment en zelfs ruimte-tijdcontrole. Tot op heden is dit meestal bereikt met een lineaire optische toolkit, met niet-lineaire optica die wordt gebruikt om de kleur van het licht (de golflengte en frequentie) te veranderen. De aandacht ging uit naar lichtefficiëntie.

Tegenwoordig ligt de focus op hoe licht eruitziet, oftewel de structuur van het licht. In dit artikel laten de auteurs zien hoe gestructureerd licht met niet-lineaire optica de lineaire toolkit kan overtreffen, vrijheidsgraden op ongebruikelijke manieren kan mengen, selectieregels kan wijzigen en soms contra-intuïtieve resultaten kan opleveren. Om bijvoorbeeld licht in een lineair systeem te verstrooien, is een fysiek object met enige verduistering nodig, bijvoorbeeld een gaatje of spleten. Maar in het niet-lineaire regime kan de ene structuur van licht zelf het amplitude-object lijken dat een andere buigt, voor nieuwe voortplantingsdynamiek van gestructureerde velden.

Opwindend genoeg kunnen nieuwe vormen van gestructureerd licht worden geproduceerd door het product van velden in niet-lineaire optica in plaats van alleen hun som. Quantumcontrole van licht kan een boost krijgen door de alomtegenwoordige lineaire bundelsplitser te vervangen door niet-lineaire kristallen, waarvan is aangetoond dat het de beeldvorming verbetert en een nieuwe routekaart biedt voor hoogdimensionale teleportatie. Interessant is dat de interactie tussen licht en materie in niet-lineaire optica betekent dat geavanceerde gestructureerde materie kan worden gebruikt om gestructureerd licht op maat te maken, bijvoorbeeld het gebruik van geavanceerde kunstmatige materialen zoals meta-oppervlakken en metamateriaal, wat een ongeëvenaarde niet-lineaire efficiëntie biedt.

De auteurs ontrafelen de fysica van niet-lineaire optica in de context van gestructureerd licht, het eerste rapport dat dit doet, en bieden een holistische inleiding tot het onderwerp, van basisprincipes tot toepassingen. Ze bieden nieuwe inzichten en perspectieven op basis van hun lange staat van dienst in gestructureerd licht, onthullen hoe dit nieuwe veld snel versnelt en suggereren wat de toekomst kan brengen wanneer huidige uitdagingen worden omgezet in opwindende toepassingen. + Verder verkennen

Directe generatie van complex gestructureerd licht