【技术实现步骤摘要】
一种集成全维度高速光场调控的方法和装置
本专利技术属于光场调控领域，更具体地，涉及一种集成全维度高速光场调控的方法和装置。
技术介绍
光波作为电磁波的一种普遍存在于自然界中，除了满足最为基本的能量需求之外，光波的应用极为广泛。值得注意的是，与光有关的所有应用几乎都是围绕光波的基本维度资源展开。光波的基本维度资源包括幅度、相位、偏振、时间、频率/波长以及空间分布。除了人们熟知的幅度、相位、偏振、时间、频率/波长等维度资源外，光场的空间分布作为光波仅剩的但又十分丰富的维度资源近年来受到非常广泛的关注。完整的光场空间分布包括空间幅度、空间相位和空间偏振，不同的光场空间分布可以表现为不同的模式，比如线偏振(LP)模式、矢量模式、轨道角动量模式等。光波的应用归根结底是对光场基本维度资源的调控。对光场三维空间的调控已应用于多个领域。例如，对光场三维空间偏振的调控可以产生远小于正常尺寸的聚焦光斑，能用于超分辨光学成像：如共焦显微镜、二次谐波显微镜、三次谐波显微镜、暗场成像等。三维空间具有径向或角向偏振分布的光束能用于实现对微小粒子...
【技术保护点】
1.一种集成全维度高速光场调控的方法，其特征在于，利用光子集成方法将对光场一维时间的调控和对光场三维空间的调控结合在一起，光场先经过一维时间维度上幅度、相位的调控，再经过三维空间维度上幅度、相位、偏振的调控，进而实现全维度的全矢量高速光场调控，其中，一维时间维度上的幅度和相位以及三维空间维度上的幅度、相位、偏振均可以同时且独立调控。/n
【技术特征摘要】
1.一种集成全维度高速光场调控的方法，其特征在于，利用光子集成方法将对光场一维时间的调控和对光场三维空间的调控结合在一起，光场先经过一维时间维度上幅度、相位的调控，再经过三维空间维度上幅度、相位、偏振的调控，进而实现全维度的全矢量高速光场调控，其中，一维时间维度上的幅度和相位以及三维空间维度上的幅度、相位、偏振均可以同时且独立调控。
2.根据权利要求1所述的集成全维度高速光场调控的方法，其特征在于，所述光子集成方法是利用微纳尺寸的光子集成器件实现全维度的全矢量高速光场调控；所述相位的调控通过改变光程来实现，即光程差引起相移；所述幅度的调控通过相干光场干涉原理来实现，即两路同频率同偏振的相干光场干涉时，彼此间的相对相移不同会引起干涉场的幅度改变，相对相移为0时，干涉相长，幅度最大，相对相移为π时，干涉相消，幅度为0；所述偏振的调控通过正交偏振光场叠加原理来实现，即两路同频率的正交偏振光场叠加时，根据两路光场相对幅度大小和相对相移情况不同，合成所有偏振态光场，可以遍历偏振态邦加球上所有点。
3.根据权利要求1所述的集成全维度高速光场调控的方法，其特征在于，所述一维时间维度上的相位调控通过相移器改变波导折射率或者过耦合微环来实现，相移器是热光相移器或者电光相移器；所述一维时间维度上的幅度调控通过可调光衰减器或者集成光放大器来实现，可调光衰减器是马赫-曾德尔干涉仪或者临界耦合微环或者电吸收效应器件；所述一维时间维度上的幅度和相位同时调控通过级联的幅度调控和相位调控或者嵌套马赫-曾德尔干涉仪来实现；所述三维空间维度上的幅度、相位、偏振调控通过N×N个阵列单元来实现，每个阵列单元提供其所在局部位置的空间幅度、相位、偏振调控，其中，相位调控通过相移器改变波导折射率或者过耦合微环来实现，相移器是热光相移器或者电光相移器，幅度调控通过可调光衰减器或者集成光放大器来实现，可调光衰减器是马赫-曾德尔干涉仪或者临界耦合微环或者电吸收效应器件，偏振调控通过正交偏振合束器结合相位和幅度调控来实现，正交偏振合束器是二维光栅或者超材料或者超表面或者表面结构，局部位置的空间幅度、相位、偏振调控通过引入波矢失配将光子集成器件的波导模式光场耦合到自由空间中。
4.一种集成全维度高速光场调控的装置，其特征在于，包括依次连接的光源、光场一维时间调控模块和光场三维空间调控模块，所述光场一维时间调控模块先对光源产生的光场进行一维时间维度上的幅度、相位调控，所述光场三维空间调控模块再对光场进行三维空间维度上的幅度、相位、偏振调控，进而实现全维度高速光场调控，其中，一维时间维度上的幅度和相位以及三维空间维度上的幅度、相位、偏振均可以同时或独立调控。
5.根据权利要求4所述...
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