Advanced Photonics Nexus 2024年第1期文章：
Tian Xia, Zhenwei Xie, Xiaocong Yuan. Multidimensional multiplexing holography based on optical orbital angular momentum lattice multiplexing[J]. Advanced Photonics Nexus, 2024, 3(1): 016005
光学全息技术是利用计算机生成的全息图来重建光场，在数据存储、3D打印、人工智能和光镊等多个领域取得了显著成功。然而，传统的全息术在使用过程中受到偏振、波长和入射角等独立多路复用信道参数的限制，进而导致了空间信道可用性有限，并产生显著的串扰问题。
为了克服上述局限性，近年来光学轨道角动量(OAM)作为全息术中的附加信息载体，引起了越来越多的关注。OAM所具有的涡旋相位特性为多路复用提供了无数独特的模式通道。近期的发展显示了OAM多路全息术的实际实现，将其确立为一个独立的信息通道。这项技术保留了OAM的特性，并且能够根据编码的OAM进行有选择性的图像重建。然而，尽管取得了这些进展，目前OAM复用全息术在信息存储方面仍存在如何进一步拓展额外的复合复用自由度从而增加存储容量的问题。
近日，深圳大学袁小聪教授团队提出并实现了轨道角动量格点(OAML)复用全息术。在涡旋格点(VL)光束中，包含了三个可调参数：VL的旋转角度、入射光与z轴夹角(决定VL尺寸)以及拓扑荷。VL的旋转角度和尺寸作为额外加密维度，分别在角向和径向上发挥作用。这些额外的维度大大增加了存储容量。相关成果以“Multidimensional multiplexing holography based on optical orbital angular momentum lattice multiplexing”为题，发表在Advanced Photonics Nexus2024年第1期上，其中夏天博士后为第一作者，谢振威副教授和袁小聪教授为共同通讯作者。
该团队提出的VL光束显著提升了OAM全息术的加密能力。图1展示了OAML全息术机理图。与传统的OAM全息术相比，OAML全息术采用了VL光束，增加了两个额外的加密维度。具有不同旋转角度的VL对应于同一圆上的不同点，而具有不同尺寸的VL对应于具有不同半径的同心环上的不同点。由于这些不同点在同心环或单个圆上是正交的，因此具有不同旋转角度和尺寸的VL也是正交的。这种方法通过操纵VL的旋转角度和尺寸显著提高了存储容量，克服了传统方法的局限性。
这项研究成果能够增加信息存储容量，为实现大容量全息系统提供了新的思路。对于信息加密、存储等领域具有重要的价值和意义。
图1 OAML全息术的机理图
