物理学院陈理想教授课题组提出涡旋光场探测新技术

    物理学院陈理想教授课题组近日在光子轨道角动量操控研究取得重要进展,实现了极微弱光场条件下光学涡旋阵列的点亮和探测,相关实验成果以“Revealing optical vortices with a small number of photons”为题发表在最新一期的国际著名光子学期刊《Laser & Photonics Reviews》,并被编辑选为Inside Cover Paper重点推介。

 

近年来,光学涡旋的研究引起了科学界和产业界的广泛兴趣,光学涡旋与光子轨道角动量紧密关联,重要意义在于利用单个光子实现N进制光子信息的编码。因此,光学涡旋操控目前已成为国际上新型光通信和量子信息等领域的一个研究热点。在强光背景下,光学涡旋中心是个暗斑,因此可以用CCD等探测器直接识别。但是在极弱光场下,涡旋将隐匿于于一片漆黑的背景中,无从辨认。而陈理想教授课题组巧妙将传统的螺旋相衬技术推广到高阶拓扑荷数,通过在傅里叶平面动态扫描高阶螺旋相位滤波片,从而在极弱光场背景下成功实现了不同涡旋的高效点亮,并进行精确定位,这在高维量子信息的编、解码中具有重要应用前景。《Laser & Photonics Reviews》编辑也在推介中指出,“来自中国和加拿大的研究人员仅利用小数量的光子就照亮了光学涡旋”,“这种易于集成的技术,有望用于天文望远镜探测来自遥远星体发出的微弱光信号”。

据悉,《Laser & Photonics Reviews》为德国Wiley主办的双月刊,3年平均影响因子达8.269,每期只发表由编辑邀请撰写的2-3篇综述论文,该期刊于2013年始接收发表少量高水平的原创性论文。该论文的第一作者是物理学系2014级博士研究生张武虹同学,另外加拿大渥太华大学Karimi教授也参与了相关结果的讨论,并提出诸多有益建议。该工作得到教育部新世纪优秀人才支持计划、基金委重大研究计划培育项目、福建省杰青项目和厦门大学校长基金的资助。

 

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.201770003/full