一款10兆赫兹空间光调制器

快速且可编程的光场调控是现代显微技术、显示技术、光通信与传感、量子工程及量子信息处理的核心需求。当前波前调控技术面临一个根本性矛盾:空间光调制器(SLM)虽具有高像素密度但刷新率低,而声光偏转器(AOD)虽速度尚可却受限于光束几何构型限制。尽管光子集成电路的最新进展实现了快速切换,但目前仍缺乏能对衍射极限光斑群进行兆赫级速率、连续运动且任意重构控制的工具。在此,该团队提出了一类兼具二维像素几何构型与高速性能的新型空间光调制器。该设备通过宽带光学相位调制器将空间信息编码至频域通道,并借助首创的高分辨率二维光谱仪进行解码。这种基于“重成像相控阵”(RIPA)架构的光谱仪,通过内部重成像透镜波导实现长光程,从而获得超高灵敏度。研究人员展示了具有44(1)纳秒上升时间(对应每秒超1000万帧的帧率)的位点分辨光学脉冲生成能力,以及可重构的二维寻址与多点位操作(包括异步独立光束移动、分束与复合)。运用这些工具将为跨学科领域的物质快速光学操控开辟新前景——从逼近量子处理器中原子惯性极限与辐射极限的高速可扩展控制,到显微技术与神经生物成像中动态可编程的微秒级分辨照明。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-13 19:00

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