编者按
图1 几种典型的复杂涡旋结构光场。(a)SU(2)几何模光场相位控制；(b) 李萨如光场及其传输；(c) 余摆线光场及其传输
2) 基于腔内调制器件产生涡旋结构光 为了在腔内获得涡旋结构光，研究人员初期在谐振腔内插入金属细丝，获得高纯度的一阶厄米-高斯光束，此后将各种调制器件插入谐振腔内，例如螺旋相位板、光阑、声光调制器、液晶q平板和液晶空间光调制器等。 南非CSIR国家激光中心Naidoo所在课题组通过调控腔内q平板和1/4波片的角度实现了整个高阶庞加莱球上光束的产生，以及光子自旋和轨道角动量间的可控转换。 南非KwaZulu-Natal大学Ngcobo所在课题组利用空间光调制器，通过灰度图像控制相位和振幅,实现标准固态激光谐振腔模式的实时切换。 厦门华侨大学Liu所在课题组利用空间光调制器实现了V型折叠数字激光器，结合腔外π/2像散模式转换器，可以实现拓扑荷为-11~12的涡旋光束。 3) 基于泵浦整形产生涡旋结构光 用空间调制器件改变泵浦光束在晶体内的横向分布可控制晶体内增益的空间分布，实现谐振腔输出特定本征模式的控制。 德国威斯特伐利亚威廉斯大学Schepers所在课题组和厦门大学Chen所在课题组分别提出了环形光纤泵浦和数字微镜阵列(DMD)空间增益整形两种实验方案，前者通过控制泵浦光的环形光斑直径实现了0~14阶矢量涡旋光束的输出，后者通过DMD对泵浦光束整形，实现了超过1000种高纯度厄米-高斯模的输出。
02
腔外调制产生涡旋结构光场
1) 基于腔外液晶调制器件产生涡旋结构光 在腔外使用空间光调制器可以更加灵活地数字化定制标量结构光，主要分为两类技术：在衍射零阶构造目标光场，即双相位全息法(DPH)；在衍射高阶构造目标光场，即计算全息法(CGH)。 如图2所示，前者通过减小相位步长来降低空间光调制器的空间衍射效率，而后者则通过加入高空间频率光栅，增加一阶衍射。此外，对不同的模式叠加不同方向的闪耀光栅生成复用模板，采用复用模板可以使各个模式向不同的方向衍射，产生多光束定制的效果，南非金山大学Rosales-Guzmán所在课题组实现了多达200个空间模式的复用。
清华大学先进激光技术科研团队近二十年来，面向我国光电装备和重大基础科学研究的需求，开展高功率光纤激光、高能固体激光、光子关联探测、自适应光学、超快激光以及新型光场调控技术研究。依托团队建设光子测控技术教育部重点实验室，团队主持承担的科研项目有国家重点研发计划项目、国家重大科技专项、国家973项目、国家863项目、国家自然科学基金项目等多项国家级和省部级项目。科研团队获国防科技创新团队荣誉，获得省部级以上奖励6项。
延伸阅读：
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[2]宋巍,刘奂奂,庞拂飞,杨俊锋,张春香,文建湘,商娅娜,黄素娟,陈娜,曾祥龙,王廷云.倾斜锥形微透镜单模光纤激发高阶涡旋光模式[J].中国激光,2019,46(9):0906001.
[3]赖松陶,兰燕平,毛红行,钱义先.环形阵列艾里涡旋光束的自聚焦特性[J].中国激光,2019,46(4):0405002.
[4]毛宁,韦宏艳,蔡冬梅,贾鹏.复合涡旋光束拓扑荷数测量的仿真研究[J].中国激光,2019,46(1):0104008.
[5]魏薇,张羚翔,张志明,唐莉勤,丁镭,李乙钢.三种涡旋光光子晶体光纤的设计[J].光学学 ,2019,39(9):0906006.
[6]骆传凯,卢芳,苗志芳,韩香娥.径向阵列涡旋光束在大气中的传输与扩展[J].光学学 ,2019,39(6):0601004.
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