摘要

光场调控技术的飞速进步使得对光场的各个参数(幅度、相位、偏振以及椭偏度)在空间上和时间上(脉冲宽度以及形状)进行任意调控成为可能。本报告首先以两个最近较为广泛研究的例子（携带轨道角动量的标量光学涡旋场以及以柱矢量光束为代表的矢量光学涡旋场）回顾光场空间调控上的进展。调控光场的幅度、相位、偏振以及椭偏度在空间分布上所提供的自由度与多样性为突破一些传统限制方面提供了可能，在包括传统以及量子通讯，激光雷达，超分辨成像等领域有重要的应用前景。本报告然后介绍一种新型的光场时空调控方法以及利用这一调控方法产生的新型时空波包及其表征。通过对光栅、柱透镜和空间光调制器三个简单光学元件的恰当组合，脉冲光场的时空分布可以展开到光场的空间-频率域，在此面内利用空间光调制器对光场进行二维调制，相应的调制经过相同柱透镜和光栅以后被映射到光场的时间-空间域，从而实现通过对空间光调制器加载不同的调制对光场进行时空同时调控。这一简单的光场时空调控方法使得更多具有独特时空分布的光场的产生成为可能。本报告将以时空光涡旋的产生为例，对此光场时空调控方法的原理加以说明。这种新型波包被证明携带横向轨道角动量，其拓扑荷可以通过空间光调制器产生不同的螺旋相位来灵活控制。光子横向轨道角动量做为一个新的光子轨道角动量维度，在光通讯、光信息处理、量子光学、粒子操控、相对论空间物理等领域具有重要的潜在研究和应用价值。

报告人简介

詹其文，上海理工大学纳米光子学杰出教授，纳米光子学重点建设创新团队首席科学家。1996年中国科学技术大学物理学士，2002年美国明尼苏达大学电子工程博士，同年获美国代顿大学电子光学系教职，历任助理教授(2002年)，终身制副教授(2008年)，终身制教授(2012年)，创立代顿大学纳米电子光学实验室及代顿大学Fraunhofer中心并担任主任。主要研究领域包括光场调控及其与微纳结构相互作用，纳米光子学，生物光子学，超分辨成像及纳米结构表征等。现任美国光学学会Optica副主编，中国光学工程学会PhotoniX副主编，自然出版集团Scientific Reports编委，自然-施普林格Journal of Nondestructive Evaluation编委，中国光学学会理事；由于在光场调控及微纳米光子学领域的开创性工作，分别于2012年和2013年获选国际光电学会（SPIE）Fellow和美国光学学会（OSA）Fellow；在Advances in Optics and Photonics、Nature Photonics、Nano Letters、Physical Review Letters、Nanophotonics、Advanced Optical Materials、Optics Express、Optics Letters、Applied Physics Letters等重要国际学术期刊发表论文160余篇，文章引用>11，000次(最高单篇引用>2400次)；出版专著1部、专著章节10章；获授权美国及国际专利6项；其中高分辨椭偏成像、近场拉曼等技术转让美国及德国企业进行产业化开发。