基于声激发的 Brillouin 非线性光学辐射实现芯片上可重构涡旋束生成
光学
2025-11-21 v2
摘要
集成产生具有非平凡轨道角动量（OAM）的结构光场的器件具有广阔的应用前景，但受限于复杂的纳米结构和静态功能。本文展示了一种无需 grating 类纳米结构即可实现可重构 OAM 束发射器的微环谐挡器。我们的方法利用约束声子和光模式之间的 Brillouin 相互作用，通过微波输入激发声场。声子刺激从导向光模式转换为自由空间涡旋束。在辐射的选择规则下，发射光的 OAM 阶数由声光相位匹配决定，可通过简单调节微波频率进行快速可重构。此外，基于微波的全控制方案允许通过编程驱动场的振幅和相位来合成任意高维 OAM 叠加。分析和数值模型预测对于可实现的芯片微谐挡器，辐射效率可达 25%。本工作引入了一种新范式，用于芯片到自由空间的接口，将固定纳米光子结构替换为可编程声光相互作用，以实现灵活的结构光生成。
引用
@article{arxiv.2510.14618,
title = {Reconfigurable on-chip vortex beam generation via acoustically stimulated Brillouin nonlinear optical radiation},
author = {Ming Li and Xiang Chen and Wen-Qi Duan and Yuan-Hao Yang and Jia-Qi Wang and Mai Zhang and Xin-Biao Xu and Chun-Hua Dong and Luyan Sun and Guang-Can Guo and Chang-Ling Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.14618},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 4 figures