近日，上海理工大学顾敏院士、方心远研究员课题组在国际一流期刊《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上发表题为“基于任意定制能量和拓扑电荷三维涡旋阵列的多视图显示”（ Engineered Three-Dimensional Vortex Array with Customized Energy and Topological Charges for Multi-View Display）的研究成果，智能科技学院博士生孟维佳为第一作者，方心远研究员为通讯作者，上海理工大学为第一单位。
随着信息技术的迅猛发展，涡旋光束凭借其无限维度和相互正交特性，成为应对大数据处理挑战的有力工具。在光通信、全息、微粒操作、超分辨率成像以及量子信息等领域，涡旋光束广受关注，特别是涡旋阵列因其高效生成多个涡旋光束的能力备受瞩目。然而，目前提出的二维或三维涡旋阵列在精确控制涡旋光束波前方面仍面临挑战，难以实现对涡旋光束空间位置、能量和拓扑电荷的任意调控。这些限制制约了其在大容量、高并行度光通信和全息显示等领域的应用。
因此，为了解决这些问题，研究团队开发了一种基于纯相位全息图生成涡旋阵列的新方法。通过将每个涡旋光束的能量和轨道角动量谱作为损失函数，这种方法实现了对阵列配置的精确定制。此外，团队将不同的三维灰度视图编码为三维涡旋阵列，并利用多路复用技术创建多视图三维全息图，通过坐标变换实现了三维叠加涡旋阵列的方向性传输，从而实现多视图三维显示。这一创新方法在提高激光处理的并行性、提升芯片上涡旋光束的生成效率以及增加量子通信中的量子比特数方面，展现出巨大的应用潜力。
文章原理及概念图
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202301258
课题组主页：
https://ipc.usst.edu.cn/main.htm
