Un vórtice óptico se identifica como una singularidad de fase rodeada por un frente de onda helicoidal, y gracias a sus propiedades únicas, incluido el momento angular orbital transportado (OAM) asociado con perfiles en forma de rosquilla, ha encontrado aplicaciones interesantes en la nanoscopia de reducción de emisiones estimuladas (STED), manipulación óptica, comunicaciones ópticas de multiplexación OAM cuántica y clásica, imagen óptica mejorada, y recientemente en física de vórtices de alta intensidad, etc. Sin embargo, el tamaño de los patrones en forma de rosquilla generados por vórtices convencionales depende en gran medida de la carga topológica transportada.

En 2013, Ostrvsky y sus colaboradores propusieron por primera vez el concepto de vórtices ópticos perfectos (POV), que se formó en un anillo de impulso en el plano de Fourier con su radio siendo casi independiente de la carga topológica. En el mismo año, Este haz de vórtice "perfecto" se demostró para atrapar dinámicamente micropartículas a lo largo de esos anillos brillantes, y se demostró que estos vórtices perfectos brindaban la posibilidad de transferir OAM a las partículas atrapadas a lo largo de esos brillantes anillos de impulso.

Un año después, Este nuevo tipo de vórtices ópticos se propuso para comunicaciones de fibra óptica con multiplexación OAM, lo que brinda la posibilidad de acoplar múltiples haces OAM en una determinada fibra anular. Sin embargo, los anillos de impulso de esos puntos de vista informados en el pasado son todos anillos brillantes, lo que también podría dificultar sus aplicaciones en algunos escenarios.

Recientemente, Un tipo de puntos de vista generalizados con perfil de anillo de impulso controlable basado en rejillas circulares de Dammann (CDG) fue propuesto y demostrado por un equipo de investigación del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai. Academia china de ciencias. El concepto fue publicado en Investigación fotónica .

Con el desarrollo de su teoría del diseño, los CDG habían encontrado sus aplicaciones en la medición óptica, codificación óptica de imágenes, láseres de bombeo de luz estructurados, e iluminación láser anular, etc. Sin embargo, los anillos de impulso generados por los CDG tradicionales no poseen ningún momento angular orbital.

Según el grupo de investigación, el espectro de Fourier de cada orden de difracción de un CDG incrustado con una fase espiral era esencialmente una suma ponderal de dos anillos de impulso, anillos de impulso orientados hacia adentro y hacia afuera.

Por lo tanto, Es posible controlar arbitrariamente el perfil del anillo de impulso del anillo anular incrustado con la fase espiral cambiando el coeficiente de peso entre esos dos anillos de impulso.

En el experimento de prueba de principio, se utilizó un modulador de luz espacial programable para simular la fase de CDG incrustados con fase espiral, cuya estructura fue optimizada para obtener el coeficiente de peso deseado entre esos dos anillos de impulso.

Mostró que se presentó un tipo de puntos de vista oscuros "absolutos" rodeados por dos anillos de lóbulos brillantes en cada lado, que proporcionó un pozo de potencial anular perfecto a lo largo de esos anillos de impulso oscuros para atrapar partículas de índice constantemente bajo, células, o gas cuántico, etc.

Es más, varios puntos de vista con diferentes perfiles de anillo de impulso, incluidos los puntos de vista convencionales con anillos brillantes, POV oscuros mencionados anteriormente, y también se demostraron puntos de vista con perfil de anillo de impulsos controlable.

Este trabajo abre nuevas posibilidades para remodelar arbitrariamente el perfil del anillo de impulso para vórtices perfectos. Debería ser de gran interés en la manipulación óptica, comunicaciones ópticas cuánticas y clásicas, imagen óptica mejorada, y también láseres de bombeo estructurados novedosos.