一种基于全息光栅的新型光学轨道角动量模式切换器

研究团队基于体全息光栅的可复用性、高衍射效率、低偏振依赖性、优良的波长和角度选择性，结合高功率激光单元技术实验室自研的全息记录材料——光敏热折变玻璃（PTR）的高环境稳定性和高抗损伤阈值的优势，提出了一种新型的光学涡旋切换器。这种切换器通过改变入射基模高斯光的相对角度，在一级衍射光处完成OAM模式的调制和切换。

经实验制备出了OAM按照-1，0，+1变化的六通道OAM切换器，并使用研究团队自研的OAM边缘衍射的探测方法验证了各通道衍射光的模式（相关研究发表在Chinese Optics Letters上）。制备的OAM模式切换器在入射激光发散角为96 μrad时，所有通道的衍射效率均超过92.68%，角度选择性均小于1.5 mrad。同时通过理论和实验分析了衍射效率和衍射光强分布的偏振依赖性，证明了其偏振不敏感的特性。这种OAM模式切换器在光镊、光通信、高功率光束整形和合束等领域中具有广阔的应用前景。