光子灯笼全场传递矩阵的波长相关演化
光学
2026-05-06 v1 天体物理仪器与方法
摘要
光纤光子灯笼可将单模光纤阵列耦合到多模光纤的导模上,其在单模光纤与导模之间的映射完全由复数传递矩阵描述。近期实验报道称,非模式选择光子灯笼中存在强烈的波长相关传递矩阵演化,但尚未给出定量的物理解释。本文通过偏轴全息成像直接测量了光子灯笼在 1525 nm 到 1575 nm 范围内波长相关编码传递矩阵,实现了对�幅和相位的高保真恢复。除测量外,我们引入了基于物理的传播模型和数值仿真,定量复现了观察到的波长演化,为此前实验工作提供了统一的物理解释。该模型识别出多模段中各模相位累积的差异作为支配性机制,表明增加多模段长度可系统性加速传递矩阵随波长的相位演化。这些结果建立了光子灯笼几何与光谱响应之间的直接可预测关系,为构建面向紧密波长分辨或宽带光谱/成像应用的光子灯笼提供了设计框架。
引用
@article{arxiv.2604.22091,
title = {Wavelength-Dependent Evolution of Full-Field Transfer Matrices in Photonic Lanterns},
author = {Caleb Dobias and Miguel Römer and Swati Bhargava and Tara Crowe and Liza F. Quinn Reyes and David Smith and Matias Barzallo and Daniel Cruz-Delgado and Sergio Leon-Saval and Stephanos Yerolatsitis and Miguel A. Bandres and Stephen S. Eikenberry and Rodrigo Amezcua-Correa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.22091},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 7 Figures