通过多模光纤实现任意偏振和取向的时空环形光束
光学
2025-04-17 v2
摘要
光学环形光束具有甜甜圈形状的强度分布和轨道角动量（OAM），在光操控、计量学和先进光-物质相互作用等应用中前景广阔。然而，实际应用受限于对其完整三维几何结构和OAM取向控制的挑战。本文实验演示了具有任意三维几何结构的高维、偏振分辨、可编程的时空环形光束。这些光束在通过支持90个空间/偏振模式的光学多模光纤（MMF）传播后输出。如有需要，该系统也可将这些光束直接发射到自由空间。我们的方法利用25,000个可编程的时空和偏振自由度，实现了对环形光束振幅、相位、偏振和时间特性的精确操控。这些光束具有高度可定制的三维几何结构，可独立控制其长宽比和取向。我们进一步演示了具有任意OAM取向的光束生成，光束可绕任意三维时空轴旋转。这些光束通过MMF传输，使其能够深入散射材料以及难以到达的区域（包括生物组织）。因此，该器件可在这些材料内部实现完全可定制的光操控（包括旋转）。
引用
@article{arxiv.2501.13246,
title = {Spatiotemporal toroidal light beams with arbitrary polarization and orientation through a multimode fiber},
author = {Andrew V. Komonen and Nicolas K. Fontaine and Martin Plöschner and Marcos Maestre Morote and David T. Neilson and Joel Carpenter and Mickael Mounaix},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.13246},
year = {2025}
}
备注
4 figs