基于光子弹性调制的高速读取轨道角动量光照探测器

直接探测光轨道角动量（OAM）的最新进展基于轨道光伏效应（OPGE），为实现轨道角动量的芯片级直接电子读取以及大规模集成焦平面阵列设备提供了有效方法。然而，识别光照探测器的OAM阶数需要提取圆极化相关响应。迄今为止，该探测器的工作速度仅达到分钟级，受限于缓慢的机械偏振调制和低OAM识别能力。在本工作中，我们演示了通过电气偏振调制策略配合光子弹性调制器和锁相放大器相位锁定读取方式，可显著提升工作速度。在以多层石墨（MLG）为光敏材料的OAM探测器上，我们实现了该新技术在中红外波段（4μm）的工作速度达到1 kHz。理论上，借助工作速度为50.14 kHz的先进光子弹性调制器，工作速度可进一步提升。我们的工作为基于OPGE效应的直接OAM检测器的高速运行铺平了道路，并将此技术推向更具实际应用价值的焦平面阵列应用阶段。