多维双通道涡旋光束发生器

光束发生器。来源：Fan等人，doi:10.1117/1.AP.2.4.045001

光学涡旋具有螺旋状的相前和圆环状的强度分布，在显微镜到光学通信等领域有着广泛的应用。光学涡流的应用也越来越多。那么，产生光学涡流的最佳方法是什么？激光腔的主动、直接发射被认为是最好的方法之一。对于在量子光学和超分辨率成像中应用，一个能够产生大范围光谱旋涡的激光源是必不可少的。光学参量振荡器(OPOs)可以产生从紫外到红外的宽带可调超快。其中，飞秒光纤激光器提供了可调谐的超快脉冲，具有高重复频率、高输出功率、宽波长覆盖等优点事实证明，飞秒光波也是产生波长可调谐光学涡旋的最佳方法。

双光束模式OPO，双通道

天津大学超快激光实验室的胡明丽指出，虽然单通道涡旋光束发生器可以提供数据传输能力和捕获能力，以获得可调谐太赫兹，但双通道发生器具有产生两种不同类型光束的优势，可用于更广泛的应用。“两个相互不相干的光源，一个高斯光束和一个涡旋光束，可以突破瑞利衍射极限，这可以用于超分辨率成像，所以双通道涡旋光束发生器是最理想的”胡说。

双通道、双光束模式OPO实验装置示意图。来源：Fan等人.doi:10.1117/1.AP.2.4.045001

胡和他的团队最近开发了一种双通道，双泵浦的OPO结构，能够提供可在电信频段内调谐的双波长、双光束模式。相关的研究成果发表在《先进光子学》上。

他们通过在掺镱光纤激光器中激励周期性极化铌酸锂晶体的两个相邻周期来实现双波长工作。这种结构保证了两对独立的可调谐信号可以与泵浦同步并同时振荡。OPO腔结构可分为两个通道: 一个用于产生高斯光束，另一个用于产生各种涡旋光束。胡教授解释说，“通过更换 q 板，产生了不同阶次的涡旋光束。”胡教授指出，q 板足够薄，因此任何引入的色散都可以忽略不计。由此产生的OPO产生两个信号，可分别在1520-1613nm和1490-1549nm之间调谐。

胡和他的团队希望这种简单、经济的腔体设计方法能够为双光束模式下光学涡旋的产生提供一种便捷方法。他们期望它能为超分辨率成像、非线性光学、多维量子纠缠等提供一个平台。