基于超大全息重构包络的二维光学相控阵可调谐轨道角动量光束生成技术

为解决光学涡旋光束集成化生成与调控难题，来自硅基集成光子平台的研究团队创新性提出远场包络重构策略，成功研制出无栅瓣双环结构二维光学相控阵(OPA)芯片。该器件实现11.2 dB旁瓣抑制比(SLSR)、0.16°主瓣半高宽(FWHM)，在80°×60°扫描范围内强度波动<3 dB，创纪录地达成≈187 500个远场可分辨点，并能快速生成可调轨道角动量(OAM)涡旋光束，为光学相干断层扫描(OCT)和大容量光通信提供新方案。

　　

这项突破性研究展示了光子芯片技术的重大进展。科研人员巧妙设计双环结构的光学相控阵(Optical Phased Array, OPA)，通过独创的远场重构算法攻克了传统二维架构视场角受限的瓶颈。在硅基集成光电子平台上，研制出的芯片展现出惊人的11.2分贝(dB)旁瓣抑制比(Side-Lobe Suppression Ratio, SLSR)，主瓣宽度仅0.16度(Full Width at Half Maximum, FWHM)，即便在80°×60°的超大扫描范围内，光强波动也能控制在3 dB以内。

更令人振奋的是，该芯片能像魔术师般精准操控光束相位，通过电压配置快速生成携带可调轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)的光学涡旋。这种"光子陀螺"般的特性使其单芯片就能实现约187,500个远场可分辨点，相当于为光束装上了精密的方向盘和变速器。这项技术为光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)提供了更灵活的探测手段，同时为突破光通信容量极限开辟了新航道，堪称集成光子学领域的里程碑式突破。