Une nouvelle publication de Opto-Electronic Advances Aperçus Contrôle multi-cibles ultra-rapide de champs lumineux étroitement focalisés.

La mise en forme spatio-temporelle des lasers à impulsions ultrarapides est considérée comme un outil puissant pour le développement du piégeage laser à haut rendement, de la clé optique ultrarapide, de la mesure précise de la résolution temporelle, de la spectroscopie ultrarapide, de la puce optique intégrée et de l'imagerie haute résolution. À cet égard, de nombreux efforts de recherche ont été consacrés à la réalisation de la modulation spatiale spécifique et de l'encodage temporel des champs lumineux. Ces travaux, cependant, se concentrent principalement sur la mise en forme spatio-temporelle monofonctionnelle des champs lumineux et négligent les détails de variation des champs lumineux dans un régime de temps ultracourt. Ainsi, comment réaliser le contrôle multi-cible ultrarapide des champs lumineux en combinant les traits vecteur-vortex (spatiaux) avec les variations temporelles ultrarapides (temporelles) est resté insaisissable jusqu'à présent. Cela a entravé non seulement des informations instructives sur les interactions lumière-matière ultrarapides, mais également les applications dans les nouveaux paramètres de pinces optiques.

Des chercheurs dirigés par le professeur Baohua Jia de l'Université de technologie de Swinburne, en Australie, et le Dr Zhongquan Nie de l'Université de technologie de Taiyuan, ont présenté un nouveau concept pour réaliser une modulation ultrarapide de champs focaux multi-cibles basée sur la combinaison facile du vecteur dépendant du temps théorie de la diffraction avec la transformée de Fourier rapide. Ceci est réalisé en focalisant étroitement des faisceaux laser vortex à impulsion femtoseconde polarisés radialement dans une géométrie de lentille d'objectif unique, comme le montre la Fig. 1. Il a été découvert que le degré de liberté temporelle ultrarapide dans une durée temporelle configurable (~ 400 fs) joue un rôle central rôle dans la détermination des caractéristiques riches et exotiques du champ lumineux focalisé à un moment donné, à savoir l'alternance clair-sombre, la rotation périodique et la conversion de polarisation longitudinale/transversale. Les mécanismes de contrôle sous-jacents ont été à leur tour dévoilés par la création d'une variation de phase nulle ou π, d'un déphasage de Gouy dépendant du temps et d'une redistribution du flux d'énergie, comme le montre la Fig. 2. De plus, les premiers résultats expérimentaux démontrés par ce travail sont bien en accord avec leurs prédictions théoriques et leurs analyses numériques proposées, comme le montre la Fig. 3.

Les avantages de ce travail consistent non seulement à permettre un fonctionnement à haut rendement et une conception à faible complexité de la configuration optique, mais également à augmenter le degré de liberté temporel contrôlable dans les stratégies pratiques de pinces optiques par rapport à celles des approches traditionnelles. Plus important encore, les itinéraires présentés sont capables d'atteindre simultanément des cibles multiples et contrôlables de champs lumineux dans une configuration géométrique unique. En plus d'être d'intérêt académique dans divers régimes spectraux ultrarapides, ces comportements particuliers des faisceaux évolutifs spatio-temporels promettent de sous-tendre des applications prolifiques liées à l'ultrarapide telles que la puce optique intégrée multifonctionnelle, le piégeage laser à haut rendement, la rotation de la microstructure, la microscopie optique à super-résolution. , mesure optique précise et suivi de la vivacité.