Quasi-phase-matching-division multiplexing holography in a three-dimensional nonlinear photonic crystal.
Quasi-phase-matching-division multiplexing holography in a three-dimensional nonlinear photonic crystal.
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三维非线性光子晶体中的准相位匹配分割复用全息术
DOI：
10.1038/s41377-021-00588-5
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发表时间：
2021-07-15
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhang Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen P;Wang C;Wei D;Hu Y;Xu X;Li J;Wu D;Ma J;Ji S;Zhang L;Xu L;Wang T;Xu C;Chu J;Zhu S;Xiao M;Zhang Y
非线性全息术是近年来发展起来的一种在新波长下再现编码信息的新技术，在光学显示、光学加密等方面有着重要的应用。然而，这种方案仍然存在转换效率低和复用效率低的问题。在这项工作中，我们演示了三维（3D）非线性光子晶体（NPC）中的准相位匹配（QPM）分光复用全息术。3D NPC是一种非线性全息图，其中多个图像分布在倒易空间中的不同埃瓦尔德球中。位于给定埃瓦尔德球内的倒易矢量能够满足二次谐波（SH）目标图像高效重建的完整QPM条件。通过改变QPM条件，可以很容易地切换重建的SH图像。复用容量随3D NPC的周期数而可缩放。我们的工作为实现高效的非线性多路复用全息术，实现高安全性和高密度的光信息存储提供了一种很有前途的策略。
Nonlinear holography has recently emerged as a novel tool to reconstruct the encoded information at a new wavelength, which has important applications in optical display and optical encryption. However, this scheme still struggles with low conversion efficiency and ineffective multiplexing. In this work, we demonstrate a quasi-phase-matching (QPM) -division multiplexing holography in a three-dimensional (3D) nonlinear photonic crystal (NPC). 3D NPC works as a nonlinear hologram, in which multiple images are distributed into different Ewald spheres in reciprocal space. The reciprocal vectors locating in a given Ewald sphere are capable of fulfilling the complete QPM conditions for the high-efficiency reconstruction of the target image at the second-harmonic (SH) wave. One can easily switch the reconstructed SH images by changing the QPM condition. The multiplexing capacity is scalable with the period number of 3D NPC. Our work provides a promising strategy to achieve highly efficient nonlinear multiplexing holography for high-security and high-density storage of optical information.
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