
System Configuration
空間非相干Airy光束的產(chǎn)生與傳播實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置
| 光源 | 激光器 |
| 光學(xué)透鏡 | 透鏡1,透鏡2 |
| 空間非相干光束的產(chǎn)生 | 旋轉(zhuǎn)漫射器 |
| Airy光束的產(chǎn)生 | 空間光調(diào)制器,電腦 |
| 分光元件 | 分束器1,分束器2 |
| 檢測光路光學(xué)元件 | 分束器,透鏡4,透鏡5 |
| 光調(diào)制晶體 | 鈮酸鍶鋇晶體 |
| 光束檢測 | CCD,電腦 |
系統(tǒng)原理
先把一束水平偏振的高斯光束聚焦到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的毛玻璃漫射器上面,利用漫射器帶來的隨機(jī)相位擾動(dòng)來生成空間非相干光束。然后把非相干光導(dǎo)入到空間光調(diào)制器的三次相位模板上,通過一個(gè)傅里葉轉(zhuǎn)換透鏡在焦點(diǎn)的位置產(chǎn)生空間Airy非相干光束。接著,同樣在非相干光的生成位置放入一塊長的光折變介質(zhì)-鈮酸鍶鋇晶體。通過改變晶體兩端的外電場方向來分別實(shí)現(xiàn)自聚焦非線性效應(yīng)和自散焦非線性效應(yīng)。最后,用兩個(gè)圖像傳感器來分別記錄空間非相干Airy光束的光場分布和對(duì)應(yīng)的傅里葉空間頻譜分布。照射到漫射器上面的激光光束直徑大小來控制空間非相干Airy光束的非相干性漫射器的轉(zhuǎn)動(dòng)周期比光折變介質(zhì)的響應(yīng)時(shí)間快的多。
研究現(xiàn)狀
弱光非線性傳播是光學(xué)的一個(gè)重要分支,已經(jīng)在光存儲(chǔ)、信息處理、信息運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)方面得到了廣泛應(yīng)用。近年來,人們發(fā)現(xiàn)弱光在光束的產(chǎn)生過程中通過特定制備的相位自調(diào)制,可以以自干涉的方式實(shí)現(xiàn)非線性的傳播模式,這種光束被稱為“自加速光束”。它的出現(xiàn)極大的豐富了弱光非線性傳播的研究內(nèi)容。其中,自加速Airy光束除具備無衍射、自修復(fù)特性外,其還具有橫向自加速特性,在維度上也能突破二維或三維無衍射光束的研究限制,即它能在一維空間中傳播,為弱光非線性傳播開拓了新的研究內(nèi)容。目前,自加速光束的非線性調(diào)控大多是相干光的范疇,而自然界中普遍存在的是非相干光。非相干光有著很多優(yōu)點(diǎn),如其在介質(zhì)中的抗干擾能力更強(qiáng)。把非相干光和自加速光束結(jié)合起來,綜合兩者的優(yōu)勢產(chǎn)生的新型光場必將帶來更多有意義的應(yīng)用。
潛在應(yīng)用
(1)在光局域、光調(diào)控.、光信號(hào)傳輸提取和光子學(xué)功能器件的應(yīng)用和發(fā)展,對(duì)于信息、生物、能源和國家安全等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義;
(2)具有更長的成像焦深,更高的分辨率,可以更清楚的探測生物體里面更深的位置上面的各種結(jié)構(gòu)分布,這在成像、探測和傳感方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值;
(3)特有的傳播特性在微粒操控、等離子體、時(shí)空光彈、表面等離子激元、激光微納加工、自拐彎電子束、超分辨成像等各方面的潛在應(yīng)用;
(4)不需要轉(zhuǎn)動(dòng)加工樣品或者激光的加工方向就能靈活的對(duì)材料進(jìn)行靈活彎曲加工,這為其進(jìn)行其它復(fù)雜微納加工奠定了基礎(chǔ)。
Airy-Bessel時(shí)空光彈
Airy形式激光的微納加工
超分辨率生物成像
自加速光束驅(qū)動(dòng)微粒做盤旋運(yùn)動(dòng)