一、團隊簡介

光信息處理科研團隊研究方向主要為光場調控、散斑計量、數字全息等。

團隊目前教職工4人，3人具有博士學位，3人為副教授。在2024年取得橫向課題兩項（1項專利轉化、1項服務企業），到賬經費11萬元。2024年已發表論文兩篇（一篇SCI），待發表中國卓越期刊論文一篇，通過快速預審即將獲得國家發明專利授權一項。研究生在校人員共6名，其中研三學生1名（送到上海光機所聯合培養，已滿足畢業要求），研二學生2名，研一學生3名，科研團隊已具備雛形，后續將陸續有科研成果產出。

最近，團隊在陣列光場的產生取得了一定的研究進展，后續有望進一步研究陣列光場的操控及應用，將會產生一系列的成果。

二、標志性科技成果簡介

標志性成果1：Production of high-purity non-diffracting optical vortex arrays with high topological charge[Optics Communications, 570, 130908 (2024)]

以往的研究結果表明，利用對稱或準對稱的多束光干涉可以產生具有衍射不變特性的光學渦旋陣列。比如六束對稱的平面波干涉，可以產生拓撲荷均為+1或-1的具有六邊形形狀的光學渦旋陣列，六束準對稱的平面波干涉，可以同時產生拓撲荷為±1的三角形光學渦旋陣列，八束準對稱的平面波干涉，可以同時產生拓撲荷為±1的正方形光學渦旋陣列。目前為止，有關高拓撲荷高純度無衍射光學渦旋陣列的產生還未有報道。

在這里，我們基于準對稱結構，成功地實現了高拓撲荷高純度的無衍射光學渦旋陣列的產生。通過六束準對稱的平面波干涉，獲得了拓撲荷為±2的三角形光學渦旋陣列，通過八束準對稱的平面波干涉，獲得了拓撲荷為±3的正方形光學渦旋陣列。

圖1(a)為多光束干涉示意圖，圖1(b1)、(b2)為六束或八束準對稱平面波的橫向傅里葉分量。六束或八束平面波可以分為相對于xoz平面對稱的兩組，分別標記為1-m和1′-m'。每組中的三個或四個平面波相對于光軸是均勻分布的。

圖1 （a） 六束準對稱平面波干涉示意圖；（b1）、（b2）六束或八束準對稱平面波的橫向傅里葉分量。六束或八束平面波可以分為兩組對稱平面波。

當圖2(a)中的， 相鄰平面波的初始相位相差為π時，六束準對稱的平面波干涉可以產生具有衍射不變特性的拓撲荷為±2的三角形光學渦旋陣列，相鄰的三角形光學渦旋具有相反的拓撲荷。圖2(b)、(c)中的紅色等邊六邊形為陣列光場的最小單元，在這一單元里，有三個拓撲荷為+2的光學渦旋，有三個拓撲荷為-2的光學渦旋，具有相同拓撲荷的三個光學渦旋電荷的相位差為±2π/3。圖3為單個三角形高拓撲荷光學渦旋的強度分布及相位分布。

圖2 （a） 六束準對稱平面波的橫向傅里葉分量的排布及相對初始相位；（b）、（c）六束準對稱平面波干涉形成的三角形高拓撲荷光學渦旋陣列的強度分布及相位分布。

圖3 （a）、（b）為單個三角形高拓撲荷光學渦旋的強度分布及相位分布。

當八束準對稱平面波的初始相位滿足圖4(a)中所示，以及時，八束準對稱的平面波干涉可以產生具有衍射不變特性的拓撲荷為±3的正方形光學渦旋陣列，相鄰的正方形光學渦旋具有相反的拓撲荷。圖2(b)、(c)中的紅色正方形為陣列光場的最小單元，沿對角線相鄰的正方形光學渦旋具有相同拓撲荷，且具有π的相位差。圖5為單個正方形高拓撲荷光學渦旋的強度分布及相位分布。

圖4 （a） 八束準對稱平面波的橫向傅里葉分量的排布及相對初始相位；（b）、（c）八束準對稱平面波干涉形成的正方形高拓撲荷光學渦旋陣列的強度分布及相位分布。

圖5 （a）、（b）為單個正方形高拓撲荷光學渦旋的強度分布及相位分布。

這些結果將進一步豐富光學渦旋陣列，有望應用到材料加工、微粒操控、分流等領域，還可以進一步拓展到電子束、太赫茲波、X射線，聲波等，實現更加廣泛的應用。

標志性成果2：基于表面熱透鏡的單透鏡測量光學薄膜吸收技術研究[中國激光,2025,52(05):0503101]

采用表面熱透鏡技術的測量裝置可以分為分光路與共光路兩種，其中分光路裝置測量精度高，但光路復雜且調節難度大，同時易受環境影響，共光路裝置簡單、易調節，但裝置參數固定、測量精度相對較低。針對該問題提出了共光路裝置改進設計，通過泵浦光束與探測光束平行入射并利用透鏡聚焦實現二者焦斑重合。基于改進技術搭建了圖1所示的單透鏡測量裝置并對光學薄膜樣品并進行測量，結果與分光路相比較為接近。單透鏡設計在保證分光路優勢的前提下簡化裝置、節省裝置成本，減少調試環節、降低調試難度，并在一定程度上消除環境對裝置的影響，對于保證吸收測量準確度、制備低損耗高性能的光學薄膜元件具有重要意義。

圖1 單透鏡表面熱透鏡技術示意圖

撰稿：榮振宇  編輯：弋媛  審核：王曉