Composantes transversales des vecteurs de Poynting normalisés dans le plan focal des champs optiques vectoriels structurés en kaléidoscope étroitement focalisés. La direction du flux d'énergie transversal est indiquée par les flèches blanches et noires. Le flux d'énergie transversal montre six tentacules uniformes (en haut à gauche) et des motifs comme six clés (en haut à droite), qui sont utiles pour piéger et transporter les particules. Crédit :Université normale Yue Pan/Qufu
Dans un kaléidoscope, les miroirs sont placés à des angles pour créer une illusion visuelle de multiples, images symétriques d'un objet original. Le nombre d'axes symétriques dans le kaléidoscope dépend du nombre de miroirs et d'angles à l'intérieur.
S'inspirant de cette symétrie à axes multiples, les chercheurs ont découvert une nouvelle méthode pour créer des axes à symétrie miroir dans les polarisations de la lumière, ce qui permet des manipulations complexes utiles dans les outils et technologies optiques.
Par exemple, usinage optique, photodétecteurs, les cages optiques et la microscopie sont autant d'outils qui reposent sur des champs optiques vectoriels plus ou moins complexes. Beaucoup d'entre eux utilisent la symétrie miroir dans leurs états de polarisation et leur manipulation focale.
Dans le journal, Publié dans Photonique APL , les chercheurs partent d'un champ optique vectoriel cylindrique et introduisent une structure de kaléidoscope aux états de polarisation en attribuant un paramètre aux axes à symétrie miroir. Ce nouveau paramètre, qui offre un degré de liberté supplémentaire, est programmé dans la fonction de transmission sur un réseau holographique dans un modulateur spatial de lumière pour générer de nouveaux champs optiques vectoriels.
"La symétrie miroir existe déjà dans les champs optiques vectoriels, " a déclaré l'auteur Yue Pan. " Cependant, aucune recherche n'a systématiquement étudié les propriétés de symétrie arbitraires des champs optiques vectoriels originaux et le moment angulaire de spin et le flux d'énergie dans le plan focal. Nous proposons d'abord les champs optiques vectoriels structurés en kaléidoscope à symétrie arbitraire, et gagner en moment angulaire de spin et en flux d'énergie avec de bonnes propriétés et applications."
En implémentant plusieurs axes de symétrie miroir dans la conception, ils ont pu créer des champs étroitement ciblés dans diverses formes utiles, comprenant une ligne nette à sommet plat de sous-longueur d'onde qui peut être utilisée dans le stockage optique et la lithographie, et diverses croix, des engrenages et des formes hexagonales avec des tentacules et des clés utiles pour le piégeage optique. Ils ont également pu introduire la polarisation elliptique dans la conception des nouveaux champs vectoriels, qui, selon Pan, pourrait aider à contrôler davantage la conception et la génération de champs optiques vectoriels structurés par kaléidoscope.
Auteur Hui-Tian Wang, chef de groupe, ont déclaré qu'ils prévoyaient d'étudier une théorie qui peut prédire et manipuler avec précision les propriétés de symétrie des champs optiques étroitement focalisés, proposer de nouveaux types de champs optiques vectoriels avec un nouveau moment angulaire orbital, et étudier plus avant la conversion et le couplage du moment angulaire spin-orbital.
