Поларизациони инжењеринг укључује манипулацију и контролу поларизационог стања светлости у структурисаним оптичким пољима и сноповима. Ова структурирана поља поларизације играју значајну улогу у различитим апликацијама оптичког инжењеринга, у распону од фундаменталних истраживања до практичних уређаја и система.
Разумевање поља поларизације
Поларизација се односи на оријентацију осцилација електромагнетног таласа у простору. Када светлосни таласи путују кроз различите медије или ступају у интеракцију са оптичким елементима, оријентација вектора електричног поља се мења, што резултира поларизацијом светлости. Структурисана поља поларизације односе се на просторно променљиве поларизационе дистрибуције у оптичком пољу, које се може конструисати за постизање специфичних функционалности.
Принципи поларизационог инжењерства
1. Модулација поларизације: Контролисањем амплитуде, фазе и стања поларизације светлосних таласа, поларизациони инжењеринг омогућава прецизну манипулацију поларизацијом светлости како би се прилагодило њено понашање за специфичне примене.
2. Структурисана оптичка поља: Интегрисање контроле поларизације са структурираним оптичким пољима, као што су векторски снопови, вртложни снопови и оптички вртлози, омогућава креирање напредних оптичких функционалности са прилагођеним просторним и поларизационим профилима.
Примене у оптичком инжењерству
Брак структурираних поља поларизације и оптичког инжењеринга довео је до разних практичних примена, укључујући:
- Снимање структурираног светла: Структурисана поља поларизације омогућавају напредне технике снимања, као што су поларизационо решена микроскопија и полариметријска слика, за побољшани контраст и резолуцију.
- Метаповршине: Метаповршине са пројектованим структурама подталасне дужине могу манипулисати поларизацијом светлости, што доводи до компактних и ефикасних уређаја за контролу таласног фронта, управљање снопом и корекцију аберација.
- Оптичке комуникације: Коришћењем структурисаних поларизационих поља, оптички комуникациони системи могу постићи веће брзине преноса података, повећану безбедност и побољшане перформансе сигнал-шум.
- Интегрисана фотоника: Минијатуризована фотонска кола са интегрисаним елементима за контролу поларизације револуционишу поље, омогућавајући компактне и ефикасне уређаје за манипулацију поларизацијом.
- Квантне технологије: Структурисана поља поларизације су од суштинског значаја за квантну дистрибуцију кључева, квантну криптографију и квантну обраду информација, нудећи побољшану сигурност и приватност у комуникационим системима.
Поларизациони инжењерски напредак
Најновија достигнућа у инжењерству поларизације укључују: