哈佛大學實現對雷射偏振態控制
相關論文發表于《應用物理快報》
引自科學網
美國哈佛大學研究人員日前通過將電漿奈米元件集成在雷射器出射端面的方式，實現了對雷射偏振態的控制。這一成果將減少雷射設備的成本和體積，有可能會給照明、3D顯示器等領域帶來革新。
光束的偏振是指光場中電場分量振動的方向：如果電場振動的軌跡是一條直線，對應的光束被稱為線偏振；如果電場劃過的軌跡是圓形，對應的光束被稱為圓偏振。目前的半導體雷射器僅能產生方向固定的線偏振光束，不能發出沿任意方向偏振的線偏振光和 圓偏振光。如果需要各式各樣偏振態的雷射光束，只能將體積大且昂貴的偏振片或波片等光學器件放置於雷射器出射光束所通過的路徑才能產生。
哈佛大學研究人員控制雷射偏振態的方法與以往不同。他們將電漿奈米元件集成在雷射器出射端面，使雷射器產生的光束不能立即釋放，而是先轉化為在端面上傳播的表面電漿。通過對端面奈米結構的設計，研究人員可以控制表面電漿的傳播方 向，以及各方向的強度和相位。這些表面電漿最後被釋放，成為多束自由光波，它們在空間中疊加組合，可以產生所需的偏振態光。
這項研究成果4月13日 作為封面文章刊登在美國《應用物理快報》雜誌上。論文第一作者、 哈佛大學工程和應用科學學院博士生虞南方4月14日 在接受新華社記者採訪時說，偏振態光束有諸多實際用途。例如，衛星通信和光纖通信中採用同頻率的兩束正 交的電磁波能使信號的傳輸率翻倍；生物和化學科學家利用對左旋和右旋圓偏振光吸收率的差別來檢測具有對映異構體特性的化學分子或生物大分子；不同偏振態的 雷射光束還被用於量子密碼技術中。
虞南方說，這項研究工作直接的應用價值在於可能減少上述雷射設備的成本和體積，擴大雷射的應用範圍。在更普遍的意義上，電漿奈米元件可以被集成在任何光源表面，它們對光束偏振態的自由控制可能會給照明、3D顯示器等領域帶來革新。
哈佛大學目前已經就這項技術提出專利申請。
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