中国科大年夜在涡旋光加工手性结构范围取得新进展

2017-09-07 19:16 分类:香港赛马直播 来源:admin

中国科大年夜在涡旋光加工手性结构范围取得新进展

  比来,中国科学技巧大学工程科学学院微纳米工程试验室在利用调制光场加工三维微结构研究领域获得主要进展。他们经过涡旋光束与平面波同轴干涉形成三维螺旋光场,在各向异性材料中加工出具有扭臂截面的3D螺旋手性结构。该成果以Three-dimensional chiral microstructures fabricated by structured optical vortices in isotropic material为题,发布在国际期刊《光:科学与应用》(Light: Science & Application)[6, e17011 (2017); doi:10.1038/lsa.2017.11] 上。

  涡旋气象在造作界中很常见,如年夜气涡旋(龙卷风)、水漩涡、漩涡星系等。不合于难得光束的平面形式等相位面,涡旋光(Optical vortex)的等相位波前是螺旋的,并领有“炸油圈”形的光强分布。如同地球绕太阳改变一样,涡旋光中的光子绕光轴扭转,并携带轨道角动量。自然界中的螺旋结构如DNA、卷须、弹簧等都具有手性特点,而微标准的手性结构具备特别的光学特征,在研究圆二色性跟旋光色散等方面拥有重要意思。但是,在微纳尺度上高效率地加工手性结构依然是一项存在挑战性的课题。其中,利用携带轨道角动量的涡旋光加工手性结构在国际激光加工范畴已经成为一个研究热点。已有报道将涡旋光的轨道角动量传递到金属名义加工出手性结构,或在各向异性偏振敏感的偶氮苯聚合物中加工出扭臂状浮雕图案。然而,在更一般的资料如各向异性材料中,仅能典型地失掉不具有手性特征的圆筒状几多何结构。

  该义务首次报道了在各向异性聚合物中,经过单次曝光快速加工失失落可控手性结构。研究团队设计集成方位变革相位跟等相位于一张全息图中,经由加载在液晶空间光调制器上调制掉掉同轴干涉光束,从而避免搭建干涉光路的繁琐任务。生成的同轴干涉光束再经过高数值孔径物镜聚焦到各向异性聚合物中,失掉微纳尺度三维手性结构。研讨表明,手性构造的截面扭臂图案由干涉图案形成,而沿光轴的手性特色由轨道角动量决定。

  微纳米工程实验室常设从事全息光场调制结合超快激光微纳加工方面的研究,存在出色的任务基础和积累,先后实现了基于空间光调制器的多中心并行激光微器件加工、基于矢量光束的特殊结构倏地制造以及数字全息的算法优化等。新的任务在各向异性聚合物中完成了一种快捷、牢固和易操作的加工手性结构方法,可灵活操纵扭臂数和旋向并保持~100?nm精度,同时这种光束调制技能也有望用于光镊、光通讯等方面。

  论文第一作者是工程科学学院博士生倪劲成,中国科大教授吴东、副教养胡衍雷为论文通信作者。这项任务失掉了国家天然科学基金、中科院科研装备研制项目和中国博士后迷信基金等的援助。

  论文链接

涡旋光特征及同轴干预全息图设计

螺旋光场和微纳三维手性结构