组合偏振片是一种具有角度各向异性偏振方向的偏振器件,由多个以不同极角排列并组装在一起的子偏振片构成。该装置不仅可以产生矢量涡旋光束,还可以测量标量涡旋光束的拓扑电荷。制备组合偏振片的传统方法是将具有均匀偏振方向的偏振片切割成多个子偏振片,然后根据需要组装它们。使用组合偏振片生成的矢量涡旋光束的光束质量随着子偏振片数量的增加而提高。然而,增加子偏振片的数量会使其成本越来越高。
我院李新忠教授课题组开发出一种基于偏振全息的新方法,用于设计低成本、连续空间可变的组合偏振片。该研究从偏振全息图的设计入手,利用动态记录系统在偏振敏感材料上进行极角分布记录。通过这一创新工艺,成功制造出具有不同透射轴的组合偏振片,并通过调整偏振全息图的分布,实现了多种类型空间可变偏振器的灵活生成。实验结果表明,这一方法可靠且高效,不仅降低了组合偏振片的制造成本,提供了全新的矢量涡旋光束生成与标量涡旋光束检测手段,而且为光学器件设计开辟了新的可能性。这项工作进一步深化了对偏振全息的理解,拓展了其在涡旋光束生成与检测领域的应用前景。该研究成果以“Low-cost spatially variable polarizers via polarization holography”为题目发表在国际著名光学期刊Optics Letters上[Opt. Lett. 49 (23), 6693 (2024)]。我院齐沛良博士和福建师范大学袁欣怡博士为论文共同第一作者,李新忠教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金等多项资助。(通讯员/左正伟)