研究人员用两个独立的轨道角动量构造光

来自University of Southern California (USC)的研究人员将扭曲光和光频率梳相结合，从而产生出新的动态光结构。这一发现有可能促进人们对光生成和传播的理解，还有助于传感、成像、智能制造和计量等领域。

这一发现源于两个不同研究方向的交集。USC的光通信实验室一直在独立的研究扭曲的光束和频率梳。研究员Zhe Zhao考虑了结合不同光频和扭曲光后的潜在影响，于是合并了扭曲光束和频率梳。轨道角动量(OAM)或扭曲光可以以不同形式激发，包括围绕中轴旋转的高斯状光束点和其螺旋波阵面围绕光束中心旋转的拉盖尔-高斯光束。研究人员通过连续的添加多个频率梳线，生成了两种形式的OAM结合在一起的动态时空光束。通过改变拉盖尔-高斯空间模式分布，研究人员可以任意调节时空光束的结构。

当研究人员模拟这些生成的光束时,他们实现了高达 99% 的模式纯度，对螺旋波阵面的控制从2π到6π，旋转速度从 0.2 到 0.6THz 。这个团队认为他们的方法可以生成具有更复杂动态特性的时空光束。Zhao说：“简单地说，通过这种技术，研究人员可以比以往更精细地定制光束。”目前，研究小组正专注于利用这种新方法构建其它动态光结构，来产生将两个独立、可控的OAMs相结合的动态时空光束。

这项研究发表在《Nature Communications》(www.doi.org/10.1038/s41467-020-17805-1)。