Lineare Polarisationsholographie

Bei der herkömmlichen Holographie wird das Hologramm durch Aufzeichnen der Interferenzstreifen zweier kohärenter Strahlen unter Verwendung eines lichtempfindlichen Materials gebildet. Die Amplituden- und Phaseninformationen der ursprünglichen Signalwelle können beim Auslesen des Hologramms korrekt rekonstruiert werden. Durch Einführen der Polarisationseigenschaften von Licht in die herkömmliche Holographie können mehr Freiheitsgrade zum Steuern optischer Informationen bereitgestellt werden. Bei der Rekonstruktion der Polarisationsholographie zeigen jedoch, obwohl die Amplitude und Phase der Signalwelle korrekt rekonstruiert werden können, die Polarisationsinformationen reiche Änderungen. Diese Änderung hängt nicht nur mit den Polarisationszuständen und Interferenzwinkeln verschiedener Arten von Strahlen in den Aufzeichnungs- und Rekonstruktionsstufen zusammen, sondern auch mit den Eigenschaften wie Polarisationsverhalten, Beugungseffizienz der Photorezeptormaterialien.

Die polarisierte Holographie befindet sich noch in einem aufstrebenden Stadium. Die Beugungseffizienz und der Polarisationszustand der rekonstruierten Welle werden hauptsächlich während der holographischen Aufzeichnung und Rekonstruktion untersucht. In den letzten Jahren hat die Polarisationsholographie mit der Einführung der Tensortheorie weit verbreitete Aufmerksamkeit erhalten. Durch die Einführung des theoretischen Modells des dielektrischen Tensors macht diese Theorie die Polarisationsholographie auf jeden Interferenzwinkel und Polarisationszustand anwendbar, was eine einfachere und weit anwendbare theoretische Unterstützung zum Berechnen des Polarisationszustands der rekonstruierten Welle liefert. Mit der kontinuierlichen Vertiefung der theoretischen Forschung zur Polarisationsholographie hat sie begonnen, in verschiedene Anwendungsfelder vorzudringen. Es hat breite Entwicklungsperspektiven in den Bereichen holografische Datenspeicherung, Licht-Material-Wechselwirkung, Verarbeitung und Herstellung von Mikro-Nano-Strukturen, spezielle optische Geräte und so weiter.

Das Forschungsteam von Prof. Xiaodi Tan von der Fujian Normal University ist eines der ersten Teams weltweit, das die Erforschung der Polarisationsholographie durchführt. Sie haben eine Reihe von Fortschritten auf dem Gebiet der Polarisationsholographie gemacht. Basierend auf den Vektoreigenschaften polarisierter Wellen schlugen sie die Konzepte des treuen Rekonstruktionseffekts (FRE), des orthogonalen Rekonstruktionseffekts (ORE) und des Nullrekonstruktionseffekts (NRE) vor und analysierten die Entstehungsbedingungen und den internen Mechanismus.

Der Übersichtsartikel veröffentlicht in Optoelektronische Wissenschaft, mit dem Titel „Linear polarization holography“, überprüft und fasst die Entwicklung einer grundlegenden Komponente der Polarisationsholographie (linear polarization holography) auf der Grundlage der Errungenschaften von Forschungsteams auf der ganzen Welt in den letzten Jahren zusammen. In der linearen Polarisationsholographie werden hauptsächlich das Gesetz der Änderung des Polarisationszustands und die Beugungseffizienz der rekonstruierten Welle untersucht, einschließlich FRE, ORE und NRE. Der Artikel unterscheidet, ob die Polarisationseigenschaften der rekonstruierten Welle durch die Belichtungsenergie beeinflusst werden, und unterteilt sie dann zur Diskussion in zwei Kategorien. Bei den von der Belichtungsenergie unabhängigen Rekonstruktionscharakteristiken ändern sich die Polarisationscharakteristiken der rekonstruierten Welle linear mit der Belichtungsenergie, was durch Beschränken des Polarisationszustands im Prozess der holographischen Aufzeichnung und Rekonstruktion realisiert wird.

Kombiniert mit diesen Rekonstruktionseigenschaften können Anwendungen wie Mehrkanal-Polarisationsmultiplexing oder Vektorstrahlerzeugung realisiert werden. Die experimentellen Ergebnisse bestätigen, dass die Polarisationsholographie die Informationsspeicherkapazität verbessern oder Vektorstrahlen mit Polarisations- und Phasenwirbeln erzeugen kann. Im Allgemeinen werden die Polarisationseigenschaften der rekonstruierten Welle durch die Belichtungsenergie beeinflusst und weisen eine nichtlineare Änderung auf. Diese Eigenschaften können Referenzen zum Analysieren der Polarisations- und Beugungseffizienzeigenschaften von holographischen Gittern mit Mikro-Nano-Strukturen liefern. Darüber hinaus soll Metamaterial mit anisotroper Brechungsindexverteilung durch Mehrfachbelichtung hergestellt werden, um die Modulation der Amplitude, Phase, Polarisation und Ausbreitungsrichtung von Licht zu realisieren, was potenzielle Anwendungen wie optische Metaoberflächen, photonische Kristalle, all- optisches Logikgatter, Polarisationssensor und so weiter. Folglich ist es der Herstellung von linearen und nichtlinearen optischen Funktionsvorrichtungen mit kostengünstigen planaren Strukturen förderlich, und aufgrund seiner Eigenschaften sind planare optische Elemente mit Kundendesignfunktion möglich. Dieses Papier zielt darauf ab, neue Einblicke und Ideen zu liefern, damit die Polarisationsholographie in mehr Bereichen hilfreich und weit verbreitet sein kann.

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