此外，研究團(tuán)隊(duì)還測(cè)量了渦旋孤子光梳的時(shí)空結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其光場(chǎng)強(qiáng)度在遠(yuǎn)場(chǎng)呈現(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu)，與理論預(yù)測(cè)相符，如圖3所示。

圖3. 渦旋孤子微梳的時(shí)空結(jié)構(gòu)表征。a.不同時(shí)間延遲下的橫截面的電場(chǎng)強(qiáng)度和實(shí)部分布的測(cè)量和模擬結(jié)果。b.光束強(qiáng)度的時(shí)空演化重構(gòu)的測(cè)量和模擬結(jié)果

該研究還展示了渦旋光譜學(xué)的概念，即利用渦旋微梳一次性識(shí)別頻域中拓?fù)浜煞植嫉目赡苄�。�?shí)驗(yàn)中，渦旋微梳被用于測(cè)量光學(xué)路徑中的拓?fù)浜煞植�，并通過(guò)全息圖案編碼模擬自由空間通信通道中的湍流空氣渦旋。如圖4所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬數(shù)據(jù)高度一致，展現(xiàn)了這一技術(shù)在新型光譜分析和高維度光學(xué)編碼方面的巨大潛力。

圖4. 渦旋光譜學(xué)。a.實(shí)驗(yàn)設(shè)置示意圖。b.梳齒階數(shù)和具有單一階數(shù)的拓?fù)浜蓤D案的歸一化傳輸矩陣。將每根梳齒對(duì)所有圖案中的最大接收功率設(shè)置作為歸一因子。c.三種預(yù)設(shè)圖案的拓?fù)浜蓹?quán)重的測(cè)量值和設(shè)定值的比較

北京大學(xué)物理學(xué)院2020級(jí)博士研究生劉炎武和2018級(jí)博士生勞成昊（現(xiàn)北京大學(xué)博士后）為論文共同第一作者；楊起帆、劉文靜和肖云峰為該論文的共同通訊作者。合作者還包括北京大學(xué)物理學(xué)院的王劍威教授與龔旗煌院士、中國(guó)科學(xué)院物理研究所的李貝貝教授、北京理工大學(xué)的高春清教授與付時(shí)堯教授、中國(guó)科學(xué)院物理研究所博士生王敏、北京大學(xué)物理學(xué)院的博士研究生程寅恪和王元蕾。

上述研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、北京市自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金以及人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、納光電子前沿科學(xué)中心的大力支持。

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