EAGER: Generation of Laguerre Gaussian Beams in a VECSEL cavity
EAGER:在 VECSEL 腔中生成拉盖尔高斯光束
基本信息
- 批准号:1748606
- 负责人:
- 金额:$ 15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2021-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Lasers are now ubiquitous in the modern world. In the past two decades, a myriad of new applications have arisen due to the ability to sculpt the laser beam profile for tailor made applications. Annular shaped beams called Laguerre-Gaussian (LG) beams promise to greatly enhance communications channels, both in the classical and quantum domains. The variety of applications of LG beams calls for a large range of operating wavelengths and powers, and at present there is no unified source. The proposed work is aimed at exploring the basic optical science needed to create a high-power, tunable, and compact source of LG beams. The approach is built upon the existing technology of Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers (VECSELs) that have been demonstrated as a source of high-power and tunable Gaussian beams. Our proposed approach is to introduce mode control elements into the laser cavity in such a way to force the generation of LG as opposed to Gaussian beams. Our ultimate goal is to be able to do this in a way that preserves the high-power, tunability, and compactness of the existing VECSEL technology. Laguerre-Gaussian (LG) beams are in great demand due to their tremendous utility over a large range of applied and fundamental sciences. The corresponding light beams carry optical angular momentum (OAM) and are characterized by a spiral phase variation in the transverse plane. Despite numerous applications the development of a compact source of high power and tunable LG modes remains a major challenge. The goal of the present EAGER proposal is to develop a unified and compact source for LG modes that can deliver the dual virtues of high power and wavelength tunability. In particular we shall explore the opportunities and limitations of extending current VECSEL technology to produce LG beams by means of intracavity mode conversion, which if successful opens the door to a high-power source of tunable LG beams. The proposed research therefore has implications for both applied and basic science, from future communications and information processing technologies, to fundamental research in quantum information and nanotechnology. The research will combine modeling and experimental investigation of advanced semiconductor laser cavity, mode mixing, nonlinear beam generation, and application based characterization.
现在,激光在现代世界中无处不在。在过去的二十年中,由于能够为量身定制的应用雕刻激光束轮廓,因此出现了无数的新应用。 被称为拉瓜仪(LG)的环形梁(LG)梁有望大大增强经典和量子域中的通信通道。 LG梁的多种应用要求采用各种操作波长和力量,目前尚无统一的来源。拟议的工作旨在探索创建高功率,可调和紧凑的LG梁来源所需的基本光学科学。 该方法建立在现有的垂直外部空腔表面发射激光器(vecsels)的技术基础上,该技术已被证明是高功率和可调高斯梁的来源。 我们提出的方法是将模式控制元件引入激光腔中,以迫使LG生成而不是高斯梁。 我们的最终目标是能够以保留现有VECSEL技术的高功率,可调性和紧凑性的方式来实现这一目标。 Laguerre-Gaussian(LG)梁的需求巨大,因为它们在大量应用和基本科学方面的巨大效用。 相应的光束具有光学角动量(OAM),其特征是横向平面的螺旋相变。 尽管有许多应用,但仍有紧凑的高功率和可调LG模式的来源仍然是一个重大挑战。 当前急切建议的目的是为LG模式开发一个统一而紧凑的来源,该来源可以提供高功率和波长可调性的双重美德。 特别是,我们将探讨扩展当前VECSEL技术以通过腔内模式转换产生LG梁的机会和局限性,如果成功将其打开了可调LG梁的高功率来源。 因此,拟议的研究对应用程序和基础科学都具有影响,从未来的通信和信息处理技术到量子信息和纳米技术的基础研究。该研究将结合晚期半导体激光腔,模式混合,非线性束产生和基于应用的表征的建模和实验研究。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High-Power Higher Order Hermite–Gaussian and Laguerre–Gaussian Beams From Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers
- DOI:10.1109/jstqe.2019.2906256
- 发表时间:2019-03
- 期刊:
- 影响因子:4.9
- 作者:M. Lukowski;Jason T. Meyer;C. Hessenius;E. Wright;M. Fallahi
- 通讯作者:M. Lukowski;Jason T. Meyer;C. Hessenius;E. Wright;M. Fallahi
High power two-color orbital angular momentum beam generation using vertical external cavity surface emitting lasers
使用垂直外腔表面发射激光器产生高功率双色轨道角动量光束
- DOI:10.1063/1.5009090
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Lukowski, Michal L.;Hessenius, Chris;Meyer, Jason T.;Wright, Ewan M.;Fallahi, Mahmoud
- 通讯作者:Fallahi, Mahmoud
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