导读
在前几期文章中,我们已经基于数值仿真完成了三维高斯光束的设计与调控,实现了焦点在轴向与横向空间中的可控分布,为三维光场构建奠定了基础。然而,这类光束在结构复杂度与功能维度上仍然较为有限:单一焦点、无轨道角动量、缺乏手性特征,难以满足并行加工与复杂光–物质相互作用等更高阶应用需求。
在此基础上,进一步引入多焦点结构与手性相位调制,成为提升三维光场自由度的关键一步。通过在强聚焦条件下对相位与拓扑数进行协同设计,不仅可以在三维空间内同时构建多个焦点,还能赋予每个焦点可控的手性与拓扑特性,从而实现更加灵活、功能更丰富的光束调制方案。
手性光束(Chiral Beam)由于同时携带轨道角动量(OAM)与自旋角动量(SAM),在以下方向展现出独特优势:
手性微结构与不对称三维结构制造
手性粒子选择性操控与光学捕获
多通道光信息编码与解码
增强光-物质相互作用的选择性
将“多焦点”“三维分布”与“手性结构”融合到同一光场设计框架中,不仅可以显著提升系统功能密度,也为复杂光场在先进制造与光学信息领域的应用提供了新的可能。
一、参考论文
Three-dimensional shape-controllable focal spot array created by focusing vortex beams modulated by multi-value pure-phase grating. Opt Express
. 2014 Sep 8;22(18):21354-67. doi: 10.1364/OE.22.021354.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25321514/
图片来源于开源文献
二、Matlab仿真结果
三、Python仿真结果
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