Fig. 1. Montage expérimental. Crédit :SIOM
Les faisceaux vectoriels ultrarapides ont de larges applications en photochimie, biologie et physique. Ils peuvent être utilisés dans des expériences pompe-sonde, imagerie haute résolution, manipuler des microparticules, communications optiques classiques et communications optiques quantiques.
Malgré de nombreuses méthodes de génération de faisceaux vectoriels utiles, il n'est généralement pas facile pour le mélange traditionnel à trois ondes ou les processus non linéaires du second ordre, où un matériau non linéaire anisotrope est utilisé ; et ce processus est strictement limité par la condition d'accord de phase qui est extrêmement sensible à la polarisation de la lumière.
Aussi, il est plutôt difficile et complexe de générer une distribution non homogène à large bande passante dans chaque polarisation en utilisant un cristal non linéaire.
Par conséquent, en utilisant une configuration compacte et économique par un processus non linéaire, en particulier le processus non linéaire du troisième ordre, comment générer plusieurs faisceaux vectoriels avec différentes longueurs d'onde centrales dans une large gamme spectrale reste un problème inexploré.
Récemment, des chercheurs de l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai (SIOM) de l'Académie chinoise des sciences ont généré de nouveaux faisceaux vectoriels ultrarapides annulaires concentriques multicolores (MUCAU-VB) basés sur le processus de mélange à quatre ondes en cascade (CFWM) simplement dans une plaque de verre et ont réalisé le modulations d'un faisceau laser en mode spatial, polarisation, longueur d'onde, et la durée d'impulsion simultanément. Le résultat a été publié dans Optique Express .
Fig. 2. (a) Spectres des bandes latérales. (b) Photographies des bandes latérales multicolores générées. (c) et (d) Photographies des bandes latérales multicolores. Crédit :SIOM
Dans l'expérience, deux faisceaux de pompage à polarisation radiale modulés par deux plaques demi-onde vortex ont été utilisés pour pomper la plaque de verre. Lorsque les deux faisceaux se chevauchaient à la fois dans le domaine spatial et temporel, faisceaux annulaires concentriques à polarisation radiale, bandes latérales multicolores dans une large gamme spectrale, et la durée d'impulsion femtoseconde ont été démontrées.
Jusqu'à 10 bandes latérales annulaires concentriques de conversion ascendante de fréquence polarisées radialement avec une large bande passante ont été observées. Les chercheurs ont découvert que la plage spectrale du premier ordre 7 pouvait s'étendre de 545 nm à 725 nm et que la durée d'impulsion de la bande latérale du premier ordre était de 74 fs.
Cette méthode peut être utilisée pour générer d'autres états de polarisation et d'autres faisceaux vectoriels à gamme spectrale. Et cela profiterait à la génération et aux applications ultérieures de faisceaux vectoriels ultrarapides multicolores.
Le travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le projet de développement d'instruments et le programme de recherche prioritaire stratégique de l'Académie chinoise des sciences.
