【光學前沿】馬克斯·普朗克光科學研究所開發新型空芯光纖，突破光偏振控制新高度

    2025年3月27日，馬克斯·普朗克光科學研究所（MPL）的研究團隊宣布開發出一種新型空芯光纖，能夠根據光學渦旋的螺旋性進行選擇性導光。這一技術突破為光偏振控制開辟了新的維度，并在手性傳感、渦旋光束生成和光通信領域展現出巨大的應用潛力。

    一、技術原理與創新

    該空芯光纖通過其獨特的螺旋二向色性特性，能夠根據光的軌道角動量（OAM）選擇性地傳輸特定螺旋度的光學渦旋，同時對相反螺旋度的渦旋產生顯著衰減。實驗中，研究人員使用25厘米長的扭曲單環空芯光子晶體光纖，在超過60太赫茲（THz）的光譜范圍內測量到至少10分貝（dB）的損耗差異。通過數值模擬，該團隊進一步證明可以在更寬的光譜范圍（約180THz）內實現更高的差分損耗。

    此外，這種空芯光纖的設計使其能夠填充液體或氣體介質，從而實現長距離光與物質的相互作用研究。這一特性使其在難以到達的光譜區域開發高分辨率偏振元件方面邁出了重要一步。

    二、應用潛力

    1.手性傳感：該技術可用于檢測液體溶液中藥物的手性特性，為制藥行業提供更精確的分子鑒別手段。

    2.光通信：通過支持光學渦旋的傳輸，空芯光纖有望顯著提升光纖網絡的傳輸容量，并為量子通信提供新的技術平臺。

    3.寬帶渦旋光束生成：該技術能夠生成具有復雜偏振態的光束，為量子技術、生物傳感和先進通信系統的發展奠定基礎。

    三、未來展望

    MPL團隊的研究突破了傳統線偏振和圓偏振的光操控范式，為光學操控開辟了新的維度。這種新型空芯光纖不僅能夠實現卓越的偏振控制能力，還具備與現有光學系統兼容的潛力，有望成為未來光學技術的重要基石。

    這項研究發表在《ACSPhotonics》上。