如今，位于法國的埃克斯馬賽大學(xué)和里爾大學(xué)的研究人員，與來自紐約的羅徹斯特大學(xué)的科學(xué)技術(shù)共同合作研究，已經(jīng)提出一種新的技術(shù)。
所提出的方法是快速，簡單，價(jià)格低廉，能夠同時(shí)測量實(shí)時(shí)通過大量纖芯的光的偏振態(tài)。不同于現(xiàn)有的技術(shù)的需要多個(gè)步驟或大型實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性，這種技術(shù)通過一個(gè)簡單的光學(xué)窗口進(jìn)行測量，技術(shù)上稱為應(yīng)力工程光學(xué)元件（SEO），它能夠編碼的光的偏振狀態(tài)進(jìn)入每個(gè)的纖芯圖像的空間形狀中。
該技術(shù)為人們能夠控制多芯光纖的光的偏振狀態(tài)鋪平了道路，有可能實(shí)現(xiàn)臨床的結(jié)構(gòu)和分子成像。研究人員將在美國時(shí)間的10月17日到21日的光學(xué)前沿/激光科學(xué)會(huì)議上描述他們的研究成果。
“這是一個(gè)強(qiáng)大而簡單的技術(shù)，在有限的相機(jī)速度限制下進(jìn)行研究光纖內(nèi)光的偏振態(tài)的演化，”Miguel Alonso說，他是羅切斯特大學(xué)的光學(xué)副教授，并且是該研究的主要研究員。“在研究中，以我們所知，這種技術(shù)第一次提供了在多芯光纖束中超過100個(gè)獨(dú)立纖芯的光傳播偏振態(tài)的最快的測量。同時(shí)，這種方法使我們能夠描述偏振態(tài)是如何被光纖多影響的，尤其是當(dāng)纖維被扭曲或纏繞時(shí)。我們發(fā)現(xiàn)，光線中光的偏振狀態(tài)令人驚訝的可以被很明顯地操縱。”
能夠同時(shí)測量多個(gè)光纖源的光偏振態(tài)，開啟了在許多應(yīng)用中通過控制偏振態(tài)創(chuàng)造反饋回路的可能性。例如，高功率的激光放大器和那些依賴于融合多個(gè)相同性質(zhì)激光束產(chǎn)生高密度局部化光束的無透鏡成像。偏振是實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度激光束控制的關(guān)鍵特性之一。此外，在光學(xué)成像的應(yīng)用中，基于多芯光纖的內(nèi)窺鏡在使用中必須彎曲和移動(dòng)。對(duì)每個(gè)光纖的光偏振態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測將使科學(xué)家能夠控制并精確光纖激光束，以實(shí)現(xiàn)高分辨率圖像。
“在我們的實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵概念是，光的偏振狀態(tài)可以轉(zhuǎn)化成空間形狀上的每個(gè)單獨(dú)的光纖的圖像，” Alonso解釋說。中央轉(zhuǎn)換裝置是應(yīng)力工程光學(xué)元件（SEO），這是一個(gè)具有非常不同偏振特性的圓柱玻璃窗。
在實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)應(yīng)力光學(xué)元件和圓極化器類似于3D電影的濾光片，放置在光纖和相機(jī)之間，也在鏡頭光纖成像前。應(yīng)力光學(xué)元件對(duì)來自每個(gè)光纖的激光束對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的空間形狀（稱為一個(gè)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)）進(jìn)行編碼，這是觀察和記錄在相機(jī)上的偏振狀態(tài)。隨著獨(dú)特的空間形狀，研究人員可以推出在每個(gè)光纖中的激光束的原始的偏振狀態(tài)。
在這項(xiàng)研究中，研究人員將這兩種技術(shù)應(yīng)用于兩種類型的多芯光纖：保偏多芯光纖和由475個(gè)光纖芯組成的傳統(tǒng)光纖束。
“光通過光纖芯傳播，一個(gè)偏振保持多芯光纖保持特定的偏振，這跟像是作為一個(gè)控制實(shí)驗(yàn)。475芯光纖代表一個(gè)未知的偏振狀態(tài)的情況，” Alonso說。研究人員展示了單次極化技術(shù)在表征兩種不同類型的多芯光纖的能力。
“該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是它的簡單性和效率，” Alonso指出。“此外，它只需要相對(duì)便宜的和靜態(tài)的組件，可以很容易地集成到任何成像系統(tǒng)。”
研究人員的下一步是將實(shí)時(shí)測量擴(kuò)展到偏振態(tài)的控制，這將實(shí)現(xiàn)在納米級(jí)的光物質(zhì)相互作用的測量和相干控制中的應(yīng)用。
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