Author Affiliations
Abstract
1 Huazhong University of Science and Technology, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of Optical and Electronic Information, Wuhan, China
2 Optics Valley Laboratory, Wuhan, China
The Mathieu beam is a typical nondiffracting beam characterized by its propagation invariance and self-reconstruction. These extraordinary properties have given rise to potentialities for applications such as optical communications, optical trapping, and material processing. However, the experimental generation of Mathieu–Gauss beams possessing high quality and compactness is still challenging. In this work, even and helical Mathieu phase plates with different orders m and ellipticity parameters q are fabricated by femtosecond laser two-photon polymerization. The experimentally generated nondiffracting beams are propagation-invariant in several hundred millimeters, which agree with numerical simulations. This work may promote the miniaturization of the application of nondiffracting beams in micronanooptics.
femtosecond laser micromachining two-photon polymerization nondiffracting beams Mathieu–Gauss beams Advanced Photonics Nexus
2023, 2(1): 016011
1 湖北工业大学 机械工程学院, 武汉 430068
2 现代制造质量工程湖北省重点实验室,武汉 430068
针对无衍射光大景深成像系统所拍图像对比度低,边缘轮廓模糊,提出一种新的基于Retinex理论的图像复原算法。首先,利用同场景多幅图像叠加对多幅无衍射光图像进行叠加处理,去除图像的加性噪声,然后将处理后的图像通过多尺度Retinex(MSR)算法处理得到目标图像。实验结果表明:采用的同场景多幅图像叠加与多尺度Retinex组合算法(MCIMSR)同单一的多幅图像叠加或者多尺度Retinex算法相比,图像对比度更大,边缘轮廓更清晰,图像主观视觉特性有明显的提升。因而,将该方法应用于无衍射光大景深成像系统的图像复原,能够满足成像和在线检测的要求。
多幅图像叠加 多尺度Retinex(MSR) 图像复原 无衍射光 multiple copy images multi-scale Retinex image restoration nondiffracting beams
1 深圳大学光电子学研究所,教育部光电子器件与系统重点实验室,广东 深圳 518060
2 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
无衍射光束由于其中心光斑尺寸小、传播中无衍射等特性被广泛关注。提出了一种相位全息图产 生任意阶次和位置的无衍射光束阵列的方法。设计具有相同特征值的相全息图阵列,即阵列中每幅相全 息图在频谱面上产生相同半径的亮环,并把相全息图阵列写入空间光调制器,由于傅里叶变换平移不变 性,相全息图阵列在频谱面上仍产生唯一能量集中的亮环,通过环形滤波器将其滤出,再次进行傅里叶变换, 便得到无衍射光束阵列,并且每个无衍射光束的位置和阶次都可以任意设置。理论分析和实验均证明了 该方法的可行性。
信息光学 相位全息图 阵列无衍射光束 空间光调制器 information optics phase hologram nondiffracting beams array spatial light modulator
中科院长春光机所应用光学国家重点实验室,吉林长春经济开发区东南湖大路16号,长春,130033
首次导出了圆锥透镜对球面入射波的聚焦衍射计算公式,分析了其轴上能量分布与横向场能量分布特性.数值计算结果表明,选择合适的球面入射波可以扩展焦深,改善光强分布,同时保证横向场能量分布要求.对于半径20 mm,锥角θ=1×10-2的圆锥透镜,采用曲率半径为1200～1400 mm的球面入射波,可扩展焦深200 mm到120 mm,光强的均匀性有明显改善,横向场能量分布形状改变量不超过15 μm,完全达到应用要求.
衍射 圆锥透镜 无衍射光 稳相位法 Diffraction Axicons Nondiffracting beams Stationary-phase method
