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
1 暨南大学光子技术研究院，广东省光纤传感与通信重点实验室，广东 广州 510632
2 桂林电子科技大学信息与通信学院，广西精密导航技术与应用重点实验室，广西 桂林 541004
本文提出了一种基于空间填充曲线的超构表面结构，利用理论分析、数值仿真的方法研究了该超构表面的近场电磁特性，实现了高度局域及高品质因子(Q-factor)的多阶人工局域表面等离激元共振(spoof plasmon resonances)。我们发现采用不同结构形状和尺寸的空间填充曲线均可产生共振频率规则分布的多阶谐振模式，通过调整结构的等效波导长度，可同时获得高的谐振波长/结构尺寸压缩比与高品质因子。空间填充曲线所支持的人工局域表面等离激元由磁偶极子与电偶极子模式交替支持；其余参数不变的情况下改变空间填充曲线的分布形式，结构所支持的表面等离激元的谐振特性不受形状曲折的影响，而只与等效波导总长度有关。此外，近场模式的强度分布随着空气波导的走向而改变，可根据实际需求对结构进行特定排布。本文的研究结果对设计基于空间填充曲线的小型化高品质因子电磁谐振器件具有重要的指导意义。
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 511486
利用飞秒激光搭建的双光子聚合系统，成功制作出微纳长周期光纤光栅（MLPG）。该系统通过计算机控制三维位移平台完成结构的制作，可编程实现光栅的自动化制作，并全程监控光栅的制作过程。与传统制造方法相比，基于双光子聚合的制造方法，在光纤表面使光刻胶周期性的发生双光子聚合完成MLPG的制作。因此在形成光栅时不依赖光纤基底的变化，该长周期光栅（LPG）结构形成于光纤外表面，适用于不同种类光纤上的LPG制备。在直径为6.9 μm的微纳光纤上制造了8个周期为95 μm的光栅块，在1331 nm波长处观察到了13.5 dB的传输谱损耗峰。实验结果表明，MLPG的温度灵敏度与折射率灵敏度分别达到了1.39 nm/℃、2207.89 nm/RIU（RIU为单位折射率）。
光纤光学 微纳光纤 长周期光栅 双光子聚合技术 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2306006
1 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室，江苏 苏州 215123
2 苏州科技大学电子与信息工程学院，江苏 苏州 215009
由于受到表面等离激元(SPP)固有偏振性的影响，基于表面等离激元的波导型调制器只支持横磁模式(TM)传播。本文提出了一种在垂直方向和水平方向上均构建混合(hybrid)波导结构的表面等离激元电光调制器，以实现调制器的低偏振灵敏性。在组合的混合波导中，垂直和水平偏振方向上的表面等离激元被限制在相应的混合波导中。通过调控介质和ITO界面处形成载流子积累层中载流子浓度可实现光吸收调制。在经优化的结构中两个偏振态的消光比差为0.005 dB/μm。通过3D-FDTD 模拟调制器的光场调控，清楚地显示了传统硅波导与偏振不灵敏调制器间的耦合传输特性。两种偏振态下，偏振不灵敏调制器与硅波导之间的耦合效率均达到了74%以上。此项研究将为表面等离激元电光调制器在偏振不灵敏光集成回路中的应用提供解决方案，为其与具有偏振随机态光纤回路的集成奠定了基础。
表面等离激元 透明导电氧化物 调制器 偏振性 surface plasmon polaritons transparent conductive oxide modulator polarization
