对于新型光场的产生、波长调谐、应用以及新效应和新机理的探索是现代光学中关键的科学问题。涡旋光是一种具有螺旋形相位分布的光场，基于其独特的光强分布以及携带有确定的光子轨道角动量使其已被广泛应用于多个领域。然而，不同的应用对于涡旋光的频率提出了不同的需求，拓展涡旋光输出频率是其实际应用的前提。因此，物理与电子工程学院塔西买提·玉苏甫教授课题组搭建涡旋光泵浦的光参量振荡器，并研究了中红外涡旋光的输出特性。
该研究成果于近日在国际权威期刊Optics and Laser Technology（SCI一区，光学TOP期刊）上发表，物理与电子工程学院光学硕士研究生艾孜合尔江·阿布力克木为第一作者、塔西买提·玉苏甫为通讯作者、新疆师范大学为唯一完成单位、题目为“Mid-infrared idler-resonant optical vortex parametric oscillator based on MgO:PPLN”。该研究成果得到了国家自然科学基金(No. 12264049，11664041)、新疆维吾尔自治区自然科学基金(No. 2021D01A114)、新疆矿物发光材料及其微结构实验室(No. KWFG202203)等项目的支持。
图1 基于PPLN涡旋光参量振荡器的实验光路图
本论文由1µm涡旋光束泵浦KTA晶体闲频光单谐振的光参量振荡器(图1所示)，实现了高能量，窄线宽的近红外和中红外涡旋光束输出(图2所示)。并通过改变谐振腔的腔长改变了涡旋光轨道角动量的传递方式，深入了解了涡旋光泵浦光参量振荡器的波长转换和轨道角动量传递原理。从而发挥了我国和新疆非线性光学晶体资源优势，促进资源优势向产业优势转化，研究成果为解决全固态激光器、新型激光技术、新型光源的开发等重大战略需求方面提供新的技术方法和思路。
图2 涡旋光的空间强度分布和干涉图样
塔西买提·玉苏甫2023年培养3名硕士研究生，其中1名考上上海理工大学（以下图左第一）、1名考上新疆师范大学（以下图右第一）继续攻读博士学位；1名在央企就业（以下图右第二）。
