王瑾瑜同学在偏光全息研究中取得新进展
基于张量方法的偏光全息理论通过引入介电张量来描述偏光全息的记录与重建过程，突破了干涉角度的限制，可以方便的研究任意偏振状态，任意干涉角度下的偏光全息特性。在一般情况下，重建光场的偏振态受到曝光能量的影响，偏振敏感介质的曝光响应系数（A/B）随曝光能量的变化情况是不确定的，确定曝光响应系数随曝光能量的变化规律是控制重建光偏振状态的关键因素。下式为介电张量表达式。图1为线偏光全息术原理图。 |
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图1. 线偏光全息术.（a）记录阶段；（b） 重建阶段 |
王瑾瑜同学提出了一种测量偏振敏感材料的曝光响应系数方法。利用此方法在不同记录条件下对PQ/PMMA材料展开研究。实验结果显示PQ/PMMA材料的曝光响应系数的初始值约为8.4，其随曝光能量的变化范围为0.3-8.7。图2为实验装置。 |
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图2. 实验装置示意图. SF空间滤波器; M反射镜; HWP半波片; PBS偏振分束器; SH快门; PM功率计 |
两束入射光束在片状材料PQ/PMMA内部的干涉角为40°。在记录阶段，打开SH1同时关闭SH2，信号光的偏振状态通过HWP3调整，参考光与读取光的偏振状态通过HWP2调整为s偏振态。重建阶段中，满足布拉格条件的读取光照射体全息图，生成的重建光被PBS2分束并被PM捕获。随后，改变信号光的偏振角进行多次实验。获得实验数据如图3所示。 |
 
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图3. 不同记录条件下的实验数据, 其中信号波的偏振角分别为0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°和90°。（a）重建光偏振角随曝光能量的变化情况;（b）曝光响应系数随曝光能量的变化情况 |
如图3（a）所示，不同记录条件下，重建光的偏振态随曝光能量的增加而改变。根据此条件下的曝光响应系数公式以及重建光的偏振角，我们可以得到曝光响应系数A/B随曝光能量的变化情况，如图3（b）所示。从图3（b）中可获得光致聚合物PQ/PMMA材料的两个重要参数，一个是初始曝光响应系数为8.4，另一个是曝光响应系数的变化范围为0.3-8.7。借助这两个参数，可以准确的预测重建光场的偏振信息。 从以上实验图中可看出，得到的实验结果和理论模拟十分吻合，验证了动态曝光调控系统可以成功地生成矢量光场。 本文介绍了一种基于张量偏光全息理论测量偏振敏感介质曝光响应系数的方法。理论上该方法适用于任意偏振敏感介质的研究，并可用于区分不同材料形成的光栅偏振特性的差异，实现重建光场的偏振调控。接下来，我们将基于此结论进行进一步的研究，有望应用于偏光全息术提高全息存储密度。 |
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“Exposure response coefficient of polarization-sensitive media using tensor theory of polarization holography”为题，整理发表在美国光学学会(The Optical Society of American, OSA)期刊杂志Optics Letters. Vol.46, No.19, 4789-4792 (2021)上。 论文的相关链接：https://doi.org/10.1364/OL.431637 |
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(2021.09.23)
