科学家创造出“光学龙卷风”,将光线扭曲成漩涡

研究人员利用液晶陷阱和光限制产生了处于最低能量状态的稳定涡旋光。光能像微型龙卷风一样旋转吗?研究人员现在已经证明它可以。来自华沙大学、军事科技大学和克莱蒙奥弗涅大学帕斯卡 CNRS 研究所的团队在 [...] 内创建了所谓的光学龙卷风

来源:SciTech日报

研究人员利用液晶陷阱和光限制产生了处于最低能量状态的稳定涡旋光。

光能像微型龙卷风一样旋转吗?研究人员现在已经证明它可以。来自华沙大学、军事科技大学和克莱蒙奥弗涅大学帕斯卡 CNRS 研究所的团队在一个非常紧凑的装置内创造了所谓的光学龙卷风。这一进步可能会导致具有复杂内部模式的更小光源,从而有可能简化光通信和量子系统中使用的技术。

“我们的解决方案结合了多个物理领域,从量子力学到材料工程,再到光学和固态物理,”研究小组组长、华沙大学物理系的 Jacek Szczytko 教授解释道。 “灵感来自原子物理学中已知的系统,其中电子可以占据不同的能态。在光子学中,光陷阱也发挥着类似的作用,它限制光而不是电子。”

“你可以把它想象成一个光学涡旋,”该研究的第一作者、华沙大学物理系和纽约城市学院物理系的 Marcin Muszyński 博士说道。 “光波绕其轴扭曲,其相位以螺旋方式变化。此外,甚至偏振——电场振荡的方向——也开始旋转。”

这些类型的结构光场因其编码信息和操纵极小物体的能力而引起人们的关注。然而,生产它们通常需要复杂的纳米级制造或大型且复杂的实验室设置,这限制了它们在实际设备中使用的容易程度。

简化涡旋光生成

限制可实现强光控制

这种设置的结果导致了一个特别重要的结果。

基态解锁稳定的涡旋激光

DOI:10.1126/sciadv.aeb6167