I polarizzatori vettoriali sono una tecnologia di filtraggio della luce nascosta dietro il funzionamento di molti sistemi ottici. Si possono trovare, ad esempio, con gli occhiali da sole, schermi LCD, microscopi, microprocessori, lavorazione laser e altro ancora. Fisici ottici di Nanchino e dell'Università di Nankai, Cina, e l'Università della Florida centrale, NOI., hanno pubblicato i dettagli del loro nuovo design del polarizzatore vettoriale questa settimana in Fotonica APL . Il nuovo design proposto rappresenta un importante progresso nella tecnologia di polarizzazione perché consente il filtraggio flessibile di un'ampia gamma di sorgenti luminose e la generazione di nuovi stati di luce.

Le onde luminose possono oscillare con il loro movimento avanti e indietro orientato lungo direzioni diverse, dove la sua polarizzazione descrive la natura di questo orientamento. Un polarizzatore tradizionale, come una lente da occhiali da sole polarizzati, filtra la luce che oscilla lungo tutte le direzioni tranne una. La luce filtrata è detta luce polarizzata.

"Una sfida enorme è stata come risolvere la progettazione e la fabbricazione di polarizzatori vettoriali per adattare i fasci di luce e soddisfare i requisiti di varie applicazioni, " disse Hui-Tian Wang, un autore dello studio. Il gruppo di Wang ha realizzato un design in grado di personalizzare l'intensità della luce, fase e polarizzazione. "Il polarizzatore vettoriale può migliorare significativamente l'efficienza di generazione del raggio di luce vettoriale e può favorire l'ottenimento di un laser vettoriale ad alte prestazioni".

Questi progressi possono essere utilizzati per migliorare una varietà di sistemi ottici. Nella microscopia a super risoluzione, ad esempio, la manipolazione della polarizzazione può essere utilizzata per ottenere una messa a fuoco a campo lontano oltre i normali limiti di diffrazione.

I fisici hanno aumentato l'efficienza e la flessibilità del polarizzatore utilizzando un nuovo design a base di cristalli liquidi che si basa sulla birifrangenza, dove le polarizzazioni specifiche vengono filtrate in base ai loro indici di rifrazione. Wang ha spiegato di aver personalizzato l'orientamento delle molecole di cristalli liquidi utilizzando rigorose tecniche di fotoallineamento. Hanno determinato la struttura del film di colore dicroico all'interno del sottile vano di vetro prima di aggiungere il cristallo liquido.

I nuovi polarizzatori vettoriali presentano anche vantaggi di fabbricazione. "Sono progettati in modo flessibile e facilmente fabbricabili, e hanno i vantaggi delle strutture complesse di grandi dimensioni e del funzionamento a banda larga [onde luminose], "Ha detto Wang. "Tuttavia, il polarizzatore vettoriale che abbiamo proposto necessita ancora di alcuni miglioramenti. Per esempio, dobbiamo migliorare la sua qualità di allineamento, cioè., la qualità dei raggi luminosi generati. Dobbiamo anche migliorare la risoluzione spaziale per controllare l'orientamento delle molecole di cristalli liquidi".

Wang è particolarmente entusiasta della capacità di questo polarizzatore vettoriale di generare nuovi stati di luce polarizzata, che spera di utilizzare nello sviluppo di nuove applicazioni. Come esempio, gli stati di fotoni vettoriali entangled potrebbero essere utilizzati nello sviluppo di tecnologie per le comunicazioni quantistiche.