Componentes transversais dos vetores de Poynting normalizados no plano focal dos campos ópticos de vetor estruturados em caleidoscópio fortemente focados. A direção do fluxo de energia transversal é mostrada pelas setas branca e preta. O fluxo de energia transversal mostra seis tentáculos uniformes (canto superior esquerdo) e padrões como seis chaves (canto superior direito), que são úteis para capturar e transportar as partículas. Crédito:Yue Pan / Universidade Normal de Qufu
Em um caleidoscópio, espelhos são colocados em ângulos para criar uma ilusão visual de múltiplos, imagens simétricas de um objeto original. O número de eixos simétricos no caleidoscópio depende do número de espelhos e ângulos internos.
Inspirando-se nesta simetria de múltiplos eixos, pesquisadores descobriram um novo método para criar eixos simétricos de espelho nas polarizações da luz, que permite manipulações complexas que são úteis em ferramentas e tecnologias ópticas.
Por exemplo, usinagem óptica, fotodetectores, As gaiolas óticas e a microscopia são ferramentas que dependem de campos óticos vetoriais de vários graus de complexidade. Muitos deles usam simetria de espelho em seus estados de polarização e manipulação focal.
No papel, publicado em APL Photonics , os pesquisadores começam com um campo óptico de vetor cilíndrico e apresentam uma estrutura caleidoscópio para os estados de polarização atribuindo um parâmetro para eixos simétricos de espelho. Esse novo parâmetro, que oferece um grau adicional de liberdade, está programado para a função de transmissão em uma grade holográfica em um modulador de luz espacial para gerar novos campos ópticos vetoriais.
"Simetria de espelho já existe em campos ópticos vetoriais, "disse o autor Yue Pan." No entanto, nenhuma pesquisa estudou sistematicamente as propriedades de simetria arbitrária dos campos ópticos vetoriais originais, o momento angular de rotação e o fluxo de energia no plano focal. Primeiro, propomos os campos ópticos vetoriais estruturados em caleidoscópio com simetria arbitrária, e ganhe momento angular de rotação e fluxo de energia com boas propriedades e aplicações. "
Ao implementar vários eixos de simetria de espelho no projeto, eles foram capazes de criar campos bem focados em várias formas úteis, incluindo uma linha nítida de topo plano de sub comprimento de onda que pode ser usada em armazenamento óptico e litografia, e várias cruzes, formas de engrenagens e hexágonos com tentáculos e chaves que são úteis para armadilhas ópticas. Eles também foram capazes de introduzir a polarização elíptica no projeto dos novos campos vetoriais, que Pan disse que poderia ajudar a controlar ainda mais o projeto e a geração de campos ópticos vetoriais estruturados em caleidoscópio.
Autor Hui-Tian Wang, líder do grupo, disseram que planejam estudar uma teoria que pode prever e manipular com precisão as propriedades de simetria de campos ópticos fortemente focados, propor novos tipos de campos ópticos vetoriais com novo momento angular orbital, e estude mais a conversão e o acoplamento do momento angular spin-orbital.
