論文の概要: Miniaturised multi-plane light converters via laser-written geometric phase holograms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.07222v1
• Date: Fri, 06 Feb 2026 22:11:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-10 20:26:24.51569
• Title: Miniaturised multi-plane light converters via laser-written geometric phase holograms
• Title（参考訳）: レーザーによる幾何位相ホログラムによる小型多面光変換器
• Authors: Unė G. Būtaitė, Martynas Beresna, David B. Phillips,
• Abstract要約: マルチプレーン光変換器 (MPLC) は、入力空間光モードの基底を新しい出力モードの基底に決定的にマッピングできる新しい3次元ビーム整形技術である。 本研究では, ガラスチップ内における完全カプセル化透過型MPLCの小型化について, 単段直接レーザーによる製造について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multi-plane light converters (MPLCs) are an emerging 3D beam shaping technology capable of deterministically mapping a basis of input spatial light modes to a new basis of output modes. The ability to perform such spatial reformatting operations has many future applications in both classical and quantum photonics, spanning from optical communications to photonic computing and imaging. MPLCs are intricate optical systems consisting of a cascade of inverse-designed diffractive optical elements, typically separated by free-space. In this work we investigate the fabrication of miniaturised fully-encapsulated transmissive MPLCs within a glass chip using single-step direct laser writing. Our approach relies on the formation of femto-second laser induced birefringent nanogratings with a spatially controllable fast axis orientation. The glass chip is internally patterned with layers of these nanogratings to create multiple geometric phase holograms which imprint controllable phase patterns onto circularly polarised light propagating through them. We experimentally demonstrate two proof-of-concept glass-embedded 700x700x2000 micrometer cubed MPLCs: a 3-mode and a 10-mode Hermite-Gaussian mode sorter. We discuss the fabrication challenges and future improvements of these devices. Our work plots a path towards the rapid prototyping of robust monolithic MPLC technology.
• Abstract（参考訳）: マルチプレーン光変換器 (MPLC) は、入力空間光モードの基底を新しい出力モードの基底に決定的にマッピングできる新しい3次元ビーム整形技術である。 このような空間再構成操作を行う能力は、光通信からフォトニックコンピューティングやイメージングまで、古典的および量子フォトニクスの両方に将来的な応用が期待できる。 MPLCは逆設計の回折光学素子のカスケードからなる複雑な光学系であり、通常は自由空間で分離される。 本研究では, ガラスチップ内における完全カプセル化透過型MPLCの小型化について, 単段直接レーザーによる製造について検討する。 我々のアプローチは、空間的に制御可能な高速軸方向を持つフェムト秒レーザー誘起複屈折ナノ格子の形成に依存している。 ガラスチップは内部にこれらのナノグリッドの層をパターン化し、複数の幾何学的な位相ホログラムを作成し、制御可能な位相パターンを円偏光に印加する。 我々は,3モードと10モードのエルミート・ガウスモードソータという,700×700×2000マイクロメートル立方体MPLCの2つの実証実験を行った。 これらのデバイスの製造課題と今後の改良について論じる。 我々の研究は、ロバストなモノリシックMPLC技術の迅速なプロトタイピングに向けての道筋を描いている。

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