Uma nova publicação da Avanços Opto-Eletrônicos visões gerais controle multi-alvo ultrarrápido de campos de luz fortemente focados.
A modelagem espaço-tempo de lasers de pulso ultrarrápidos é considerada uma ferramenta poderosa para o desenvolvimento de captura de laser de alta eficiência, chave óptica ultrarrápida, medição precisa de resolução de tempo, espectroscopia ultrarrápida, chip óptico integrado e imagem de alta resolução. A este respeito, numerosos esforços de pesquisa têm sido dedicados a alcançar a modulação espacial específica e a codificação temporal de campos de luz. Esses trabalhos, no entanto, concentram-se principalmente na modelagem espaço-tempo monofuncional dos campos de luz e ignoram os detalhes de variação dos campos de luz dentro de um regime de tempo ultracurto. Assim, como realizar o controle ultrarrápido de múltiplos alvos de campos de luz, combinando as características de vórtice de vetor (espaciais) com as variações de tempo (temporais) ultrarrápidas, permaneceu indescritível até agora. Isso prejudicou não apenas insights instrutivos sobre as interações ultrarrápidas luz-matéria, mas também as aplicações nas novas configurações da pinça óptica.

Pesquisadores liderados pelo professor Baohua Jia da Swinburne University of Technology, na Austrália, e pelo Dr. Zhongquan Nie da Taiyuan University of Technology, apresentaram um novo conceito para realizar a modulação ultrarrápida de campos focais multialvo com base na combinação fácil de vetores vetoriais dependentes do tempo teoria da difração com a transformada rápida de Fourier. Isso é alcançado focando firmemente feixes de laser de vórtice de pulso de femtosegundo radialmente polarizados em uma única geometria de lente objetiva, como mostrado na Fig. 1. Descobriu-se que o grau de liberdade temporal ultrarrápido dentro de uma duração temporal configurável (~ 400 fs) desempenha um papel fundamental papel na determinação das características ricas e exóticas do campo de luz focalizado ao mesmo tempo, ou seja, alternância claro-escuro, rotação periódica e conversão de polarização longitudinal/transversal. Os mecanismos de controle subjacentes foram, por sua vez, revelados pela criação de variação de fase zero ou π, mudança de fase Gouy dependente do tempo e redistribuição de fluxo de energia, como mostrado na Fig. 2. Além disso, os resultados experimentais iniciais demonstrados por este trabalho são bem de acordo com suas previsões teóricas propostas e análises numéricas, conforme demonstrado na Fig. 3.

As vantagens deste trabalho residem não apenas em permitir operação de alta eficiência e design de configuração óptica de baixa complexidade, mas também aumentar o grau de liberdade temporal controlável nas estratégias práticas de pinça óptica em comparação com as abordagens tradicionais. Mais importante ainda, as rotas apresentadas são capazes de atingir simultaneamente alvos múltiplos e controláveis ​​de campos de luz em uma única configuração de geometria. Além de ser de interesse acadêmico em diversos regimes espectrais ultrarrápidos, esses comportamentos peculiares dos feixes evolutivos espaço-temporais prometem sustentar aplicações prolíficas relacionadas ao ultrarrápido, como chip óptico integrado multifuncional, captura de laser de alta eficiência, rotação de microestrutura, microscopia óptica de super-resolução , medição óptica precisa e rastreamento de vivacidade.
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