新型相干结构光场调控及应用研究进展

结构光场的空域调控包括振幅、相位、偏振、相干度等丰富自由度,对其自由度的单一或联合调控引发了一系列新奇物理效应,在新型结构光场构建及多种领域中具有重要应用。相比于完全相干光场,部分相干光场在抵抗散斑噪声和大气湍流扰动等方面具有独特优势。近年来,具有新型相干结构的部分相干光束在大气传输、光学加密与成像、信息鲁棒传输、高质量光束整形等领域有着重要研究价值。本文详细综述了具有新型相干结构部分相干光场的理论构建与实验合成的研究进展,并重点介绍了新型相干结构光场在复杂环境中的鲁棒传输特性及其在光学加密、成像、鲁棒信息传输及光束整形中的应用研究进展。研究表明,新型相干结构光场调控不仅提供了一种有效抵抗复杂环境扰动的有效手段,而且丰富了光场调控技术在多种领域中的应用。最后,对新型相干结构调控技术发展趋势及潜在应用前景进行了展望。

部分相干矢量光场研究进展:从二维光束到三维光场(特邀)

回顾了光场相干与偏振联合调控的研究进展,重点介绍了具有特殊空间相干结构的二维部分相干矢量光束的表征、合成及在复杂环境中的鲁棒传输特性;结合纳米光子学的发展,将二维部分相干矢量光束推广到了三维部分相干矢量光场,给出了三维部分相干矢量光场的相干与偏振表征,分析了部分相干紧聚焦矢量光场中的三维偏振结构,包括偏振维度、三维非寻常偏振态、自旋角动量结构等。研究表明相干性在赋予了矢量结构光场新颖自由度的同时,导致了二维矢量光束的鲁棒传输特性以及紧聚焦矢量光场新型三维偏振结构。

激光相干性调控研究

高空间相干性是激光束的重要属性之一,在很多实际应用中,低相干性激光束即部分相干光束表现出独特的优越性,如关联成像("鬼"成像)、亚瑞利成像、大气激光通讯、微粒操控、激光探测、微粒散射等。传统的部分相干光束具有高斯关联相干结构,近年来,对部分相干光束相干结构的调控引起了学者的广泛关注,具有非高斯关联相干结构的新型部分相干光束展现出很多奇异的特性,如自整形、自聚焦、自分裂、超强自修复等。调控激光相干结构可以用来有效地抵抗大气湍流引起的扰动、测量涡旋光束的轨道角动量、突破衍射极限以及实现纵向光场整形等。介绍了激光相干性调控研究进展,阐述了一种新颖的光束调控方法。