近日，北京郵電大學電子工程學院徐坤教授、桂麗麗教授課題組與南丹麥大學納米光學中心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。

波長可調(diào)諧渦旋光纖激光器可以產(chǎn)生攜帶軌道角動量(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可調(diào)諧性受到~35nm范圍的限制。

光學超表面除了是緊湊的平面組件外，還可以在寬波長范圍內(nèi)以高效率靈活地操縱光。此次，實驗團隊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)生具有可定制拓撲電荷的OAM光束。由于所設(shè)計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)生中心波長從1015 nm到1075 nm連續(xù)可調(diào)諧的OAM光束，幾乎是有史以來報道的其他渦旋光纖激光器的兩倍。

超表面可以隨意設(shè)計，以滿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展為在不同波長區(qū)域生成更高階OAM光束或更復雜的結(jié)構(gòu)光束，這大大拓寬了開發(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