近日，北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院徐坤教授、桂麗麗教授課題組與南丹麥大學(xué)納米光學(xué)中心Sergey I. Bozhevolnyi教授、丁飛助理教授課題組合作，提出并展示了一種等離激元超構(gòu)表面輔助的波長(zhǎng)可調(diào)諧渦旋光纖激光器，研究成果以“具有內(nèi)腔等離子體金屬表面的60nm跨度波長(zhǎng)可調(diào)諧渦旋光纖激光器(60 nm Span Wavelength-Tunable Vortex Fiber Laser with Intracavity Plasmon Metasurfaces)”為題發(fā)表在ACS Photonics上。

波長(zhǎng)可調(diào)諧渦旋光纖激光器可以產(chǎn)生攜帶軌道角動(dòng)量(OAM)的光束，在大容量光通信中備受關(guān)注。然而，由于窄帶寬和/或模式轉(zhuǎn)換組件的插入損耗，傳統(tǒng)渦旋光纖激光器的波長(zhǎng)可調(diào)諧性受到~35nm范圍的限制。

光學(xué)超表面除了是緊湊的平面組件外，還可以在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)以高效率靈活地操縱光。此次，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)首次提出并演示了一種元表面輔助渦旋光纖激光器，該激光器可以直接產(chǎn)生具有可定制拓?fù)潆姾傻腛AM光束。由于所設(shè)計(jì)的寬帶隙表面等離子體元表面與腔內(nèi)可調(diào)諧濾波器相結(jié)合，該激光器能夠產(chǎn)生中心波長(zhǎng)從1015 nm到1075 nm連續(xù)可調(diào)諧的OAM光束，幾乎是有史以來(lái)報(bào)道的其他渦旋光纖激光器的兩倍。

超表面可以隨意設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足激光器的低泵浦閾值或高斜率效率的要求。此外，腔元表面配置可以擴(kuò)展為在不同波長(zhǎng)區(qū)域生成更高階OAM光束或更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)光束，這大大拓寬了開(kāi)發(fā)低成本和高質(zhì)量結(jié)構(gòu)光束激光源的可能性。

相關(guān)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.2c01625