1 暨南大学光子技术研究院，广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 510632
2 广东紫晶信息存储技术股份有限公司，广东 梅州 514000
3 中国科学院理化技术研究所，北京 100190
随着信息时代全球数据量爆发式增长，需要存储的数据量与日俱增。面对大数据存储的挑战，全息光存储技术将信息以数据页的形式并行记录在体全息介质中，可以实现大容量数据的存储与高速读写，具有独特优势。本文从全息存储的原理和关键技术入手，详细介绍了面向商业化应用的全息光存储系统和全息光存储介质的研究现状，探讨了实现大容量和长寿命数据存储的技术途径。
全息 全息光存储技术 大数据 全息记录介质 中国激光
2023, 50(18): 1813003
1 暨南大学光子技术研究院，广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 511443
2 类人感知研究中心，之江实验室，浙江 杭州 311121
激光多焦点阵列以兼具更高的光场操控自由度和焦斑单元高空间分辨率的特点，被广泛应用在光学诱捕以及飞秒激光微纳制造等领域。然而由于阵列中焦斑的纵向分辨率弱于横向分辨率，在激光加工应用中限制了其对各向同性结构的加工能力。因此，本文提出一种基于柱矢量光调控生成纵向超分辨准球形多焦点阵列的方法。利用对柱矢量光的两组基径向偏振光和角向偏振光分别进行聚焦调控，结合环形衰减调制可形成纵向超分辨焦斑，再将两种偏振光场以适当的振幅比例在焦区叠加，从而合成准球形多焦点阵列。实验结果表明，10×10的多焦点阵列中各焦斑尺寸均一，具有近球形光强分布。其中，阵列中所有焦点的纵向半高全宽的平均值为0.76λ、标准差为0.005λ，横向半高全宽的平均值为0.76λ、标准差为0.019λ。该具有高尺寸均一性的准球形多焦点阵列可为激光微纳加工精准制备微纳器件提供新的途径。
柱矢量光 球形多焦点 纵向超分辨率 光场调控 column vector of light spherical multifocus longitudinal superresolution light field regulation
1 暨南大学光子技术研究院, 广东省光纤传感与通信技术重点实验室, 广东 广州 511436
2 广东工业大学先进光子技术研究院, 广东 广州 510006
1992 年 Allen 等认识到光子可以携带轨道角动量 (OAM), 其表现为波前的螺旋相位分布。由于其独特的光场分布以及其拓扑荷理论上可取任意整数等特性, OAM 光束在超分辨成像、高密度数据编码等领域具有重要作用。对微纳尺度下 OAM 光束与物质相互作用新机制的研究, 有望为现代光子器件以及多维光与物质相互作用等领域提供新的思路和方法。介绍了本课题组利用 OAM 光束在纳米结构上实现多维信息复用以及 OAM 光束拓扑荷的探测技术, 并对纳米尺度 OAM 光束的应用进行了展望。
信息光学 轨道角动量 光复用 编码解码 完美涡旋光 涡旋光检测 information optics orbital angular momentum optical multiplexing coding and decoding perfect optical vortex detection of vortex beam
1 暨南大学光子技术研究院，广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 510632
2 广东工业大学先进光子技术研究院，广东 广州 510006
激光诱导表面周期结构由于其周期相关的光栅衍射特性在明场下显示出鲜艳的结构色，备受研究人员的广泛关注，而微纳结构在显微镜暗场显示的颜色通常容易被忽略。本文报道通过飞秒激光对氧化铟锡薄膜加工形成双周期光栅结构，利用其在明场和暗场的观察下具有不同的颜色特性实现图像加密应用。通过控制飞秒激光的偏振、脉冲能量和扫描速度在氧化铟锡薄膜上形成与偏振和波长相关的亚波长周期光栅，通过控制激光加工线条行间距形成大周期光栅。本文研究了激光加工能量和加工线条之间的间距对其形成双周期结构在明场和暗场显色的影响，利用不同加工参数结构在明场和暗场下显示不同的颜色实现图像加密。激光直写加工可以快速制备大面积区域，有望在商品防伪、图案装饰、超表面设计等方面发挥潜在的应用价值。
1 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
2 之江实验室超级感知研究中心，浙江 杭州 310023
3 暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 510000
利用边缘光抑制技术，设计并研制了一套双光束激光三维直写光刻系统。该系统含有高速扫描振镜和三维纳米压电平台两组扫描机构，可以根据不同加工需求完成多种扫描模式下的微纳结构制造。分析了光刻光束中激发光与抑制光的能量变化对加工精度的影响，通过对光刻光束能量的精确控制，实现了基板表面最小线宽为64 nm的均匀线条和线宽为30 nm的悬浮线的稳定加工，加工结构的线宽变化符合理论预期。该系统在进行实用器件加工时，最高加工产率可达到0.6 mm2/min。使用该系统加工制造了多种微纳结构，证实了其具备加工大深宽比周期结构、复杂曲线结构和不规则三维结构的能力。
激光技术 光学制造 受激发射损耗 激光直写 微纳光学器件
暨南大学光子技术研究院，广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 511486
利用飞秒激光搭建的双光子聚合系统，成功制作出微纳长周期光纤光栅（MLPG）。该系统通过计算机控制三维位移平台完成结构的制作，可编程实现光栅的自动化制作，并全程监控光栅的制作过程。与传统制造方法相比，基于双光子聚合的制造方法，在光纤表面使光刻胶周期性的发生双光子聚合完成MLPG的制作。因此在形成光栅时不依赖光纤基底的变化，该长周期光栅（LPG）结构形成于光纤外表面，适用于不同种类光纤上的LPG制备。在直径为6.9 μm的微纳光纤上制造了8个周期为95 μm的光栅块，在1331 nm波长处观察到了13.5 dB的传输谱损耗峰。实验结果表明，MLPG的温度灵敏度与折射率灵敏度分别达到了1.39 nm/℃、2207.89 nm/RIU（RIU为单位折射率）。
光纤光学 微纳光纤 长周期光栅 双光子聚合技术 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2306006
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Institute of Photonics Technology, Jinan University, Guangzhou 511443, China
2 Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
Plasmonic structural colors have plenty of advantages over traditional colors based on colorants. The pulsed laser provides an important method generating plasmonic structural colors with high efficiency and low cost. Here, we present plasmonic color printing Al nanodisc structures through curvature-driven shape transition. We systematically study the mechanism of morphologic evolution of the Al nanodisc below the thermal melting threshold. A multi-pulse-induced accumulated photothermal effect and subsequent curvature-driven surface atom diffusion model are adopted to explain the controllable shape transition. The shape transition and corresponding plasmonic resonances of the nanodisc can be independently and precisely modulated by controlled irradiations. This method opens new ways towards high-fidelity color prints in a highly efficient and facile laser writing fashion.
photothermal effects color subwavelength structures surface plasmons Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 053602
暨南大学光子技术研究院, 广东省光纤传感与通信技术重点实验室, 广东 广州 510632
轨道角动量 (OAM)光束具有螺旋形相位分布, 在信息光学、光捕获、光学操控等领域都有着重要的应用。本文设计了一种可以生成聚焦 OAM光束的平面型光学器件。该器件利用迂回相位的编码方式, 在平板上加载了根据分数 Talbot效应计算得到的特定相位分布。使用时域有限差分 (FDTD)分别对具有正方形和六边形周期性结构的光学器件进行仿真模拟。结果表明, 平面波经过此器件可以转化为阵列型聚焦 OAM光束。该器件加工方便, 容易拼接或复制, 集成度高, 可以用来生成高质量大面积阵列型 OAM光束。
分数 Talbot效应 轨道角动量 周期性结构 迂回相位 fractional Talbot effect orbital angular momentum periodic structure detour phase
