光学 精密工程
2023, 31(23): 3395
1 暨南大学光子技术研究院,广东省光纤传感与通信技术重点实验室,广东 广州 511443
2 类人感知研究中心,之江实验室,浙江 杭州 311121
激光多焦点阵列以兼具更高的光场操控自由度和焦斑单元高空间分辨率的特点,被广泛应用在光学诱捕以及飞秒激光微纳制造等领域。然而由于阵列中焦斑的纵向分辨率弱于横向分辨率,在激光加工应用中限制了其对各向同性结构的加工能力。因此,本文提出一种基于柱矢量光调控生成纵向超分辨准球形多焦点阵列的方法。利用对柱矢量光的两组基径向偏振光和角向偏振光分别进行聚焦调控,结合环形衰减调制可形成纵向超分辨焦斑,再将两种偏振光场以适当的振幅比例在焦区叠加,从而合成准球形多焦点阵列。实验结果表明,10×10的多焦点阵列中各焦斑尺寸均一,具有近球形光强分布。其中,阵列中所有焦点的纵向半高全宽的平均值为0.76λ、标准差为0.005λ,横向半高全宽的平均值为0.76λ、标准差为0.019λ。该具有高尺寸均一性的准球形多焦点阵列可为激光微纳加工精准制备微纳器件提供新的途径。
柱矢量光 球形多焦点 纵向超分辨率 光场调控 column vector of light spherical multifocus longitudinal superresolution light field regulation
以实现柱矢量光横向选模为目标, 研究了非均匀折射率分布的少模光纤的光学特性。利用有限元法分析了U型折射率分布和弯曲少模光纤的模场特性: 前者结合1 550 nm泵浦光可支持LP11模式并抑制LP01模式; 后者包括二模光纤和四模光纤, 当二者弯曲半径分别为4和2 cm时, 仅支持LP01和LP11模式。结合理论和实验研究了四模和二模FBG(光纤布拉格光栅), 对于二模FBG, 当透射波长位于1 549.79 nm附近时, 可获得呈两瓣分布的LP11模式; 对于四模FBG, 其反射谱峰值波长个数随尾纤弯曲半径的减小而减少。相关结果对于柱矢量光的产生和应用具有重要的理论和实践意义。
少模光纤 柱矢量光 非均匀折射率 少模光纤布拉格光栅 透射谱 few-mode fiber cylindrical vector beam non-uniform refractive index few-mode fiber Bragg grating transmission spectrum