Avanços na pesquisa de lasers de feixes de vórtice e realização na faixa do infravermelho médio

ZHANG Yuyang ,  

HAO Chenjun ,  

SU Lechen ,  

LI Haoxiang ,  

WANG Chencheng ,  

MIAO Yu ,  

GAO Xiumin ,  

SONG Bo ,  

摘要

Feixes de vórtice podem ser representados por um estado de superposição do momento angular de spin (Spin Angular Momentum, SAM) e do momento angular orbital (Orbital Angular Momentum, OAM), possuindo frente de onda com fase helicoidal e distribuição espacial complexa de polarização, com amplas perspectivas de aplicação em imageamento microscópico, processamento de materiais, comunicação óptica e informação quântica. Nos últimos anos, as tecnologias de geração integrada intracavitária de feixes de vórtice têm se desenvolvido continuamente, mostrando certas vantagens na melhoria da pureza do modo, potência de saída e estabilidade do sistema. Este artigo revisa sistematicamente os avanços na pesquisa de lasers de feixes de vórtice, explicando os princípios de geração, métodos de implementação e características técnicas dos feixes de vórtice escalares e vetoriais, e compara o desempenho dos esquemas de modulação de ganho intracavitário, modulação de perdas e controle de dispositivos extracavitários. Para lasers de feixes de vórtice na faixa do infravermelho médio, são apresentadas rotas tecnológicas de conversão óptica não linear ascendente e descendente, resumidas as principais rotas de implementação e avanços representativos da pesquisa, e comparadas as características de desempenho de diferentes esquemas em termos de extensão de comprimento de onda, controle de modo OAM e características de pulso. Finalmente, é feita uma perspectiva sobre as tendências de desenvolvimento de lasers de feixes de vórtice no infravermelho médio, com o objetivo de fornecer referência para pesquisas relacionadas.

关键词

laser de feixe de vórtice; vórtice escalar; vórtice vetorial; laser de infravermelho médio; momento angular orbital

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