时域聚焦实现失真抗性的高强度时空光旋流
光学
2026-03-27 v1
摘要
时空光旋流(STOV)携带横向轨道角动量，为光-物质相互作用提供了新的自由度。然而，传统的STOV聚焦方式会引入时空抽偏：光束在脉冲持续时间保持不变的同时发生衍射，导致聚焦区外的旋流形变。本文通过在时域聚焦配置中引入谱相位调制，利用角色散迫使脉冲仅在几何聚焦点处压缩，从而实现空间维度与时间维度的聚焦与去聚焦同步。我们的方法生成具有自相似、无失真演化特性的稳定STOV。此外，轨道角动量矢量可通过调整空间色散、目标焦距或输入光束大小，从纯纵向连续调节至强倾斜取向。更重要的是，我们的方法与高数值孔径(High NA)聚焦几何完全兼容，支持高强度和高分辨率应用。我们通过高NA条件下的飞秒激光加工和低NA条件下的干涉时空场重建验证了这些特性。
引用
@article{arxiv.2603.25154,
title = {Temporal Focusing Enables Distortion-Resistant high-intensity Spatiotemporal Optical Vortices},
author = {Jielei Ni and Yao Zhang and Qianyi Wei and Zhangyu Zhou and Shuoshuo Zhang and Yuquan Zhang and Qi Jin and Zhiyong Tan and Jiahui Pan and Ya Cheng and Qiwen Zhan and Xiaocong Yuan and Changjun Min},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25154},
year = {2026}
}