论文复现 | OE-Switchable optical ring lattice in free space

文摘   2024-11-11 09:00   广东  

这篇文章《Switchable optical ring lattice in free space》由Xu等人撰写,发表在《Optics Express》上,主要研究了在自由空间中通过两个环状Airy涡旋光束(RAVBs)的叠加产生的可切换光学环状晶格。以下是文章的核心内容概述:

  1. 研究背景

  • 光学晶格因其在原子捕获、光子晶体光刻、微流体排序、超分辨显微镜和光通信等领域的重要应用而受到关注。

  • 环状晶格可以通过叠加具有轨道角动量(OAM)的圆柱对称结构光束产生。

  • 研究内容

    • 作者报告了一种通过两个RAVBs叠加产生的特定环状晶格,该晶格具有径向叶状结构。

    • 展示了晶格形态在自由空间传播过程中的演变,可以从亮环晶格切换到暗环晶格,甚至产生迷人的多层纹理。

    • 这种变化与RAVBs之间独特的模间相位变化以及伴随对称性破缺的拓扑能量流有关。

  • 理论基础

    • 基于径向对称的Airy分布和有限能量,考虑螺旋相位和初始发射角度,描述了原始RAVBs的复振幅。

    • 通过叠加两个共轴传播的RAVBs,可以产生具有特定强度和相位分布的晶格。


    可以使用MATLAB来复现论文《Switchable optical ring lattice in free space》中的图。MATLAB是一个强大的数学软件,它提供了丰富的函数和工具箱,特别是用于信号处理、图像处理和光学模拟的函数。以下是一些基本步骤,用于在MATLAB中复现论文中涉及的光学晶格和光束传播的图:

    图1 RAVB的强度和相位分布。

    1、定义RAVBs(环状Airy涡旋光束)

    首先,你需要定义两个RAVBs的复振幅表达式。根据论文中的公式(1),你可以使用Airy函数和螺旋相位来定义RAVBs。

    2. 叠加RAVBs

    使用叠加原理,将两个RAVBs相加,得到叠加后的光场。

    参考文献:

    Xu, D., Qi, T., Chen, Y. and Gao, W., 2023. Switchable optical ring lattice in free space. Optics Express31(6), pp.9416-9427.



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    产生图1的MATLAB代码如下:

    光与学
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