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利用Vortex Photonics涡旋相位板获得高品质涡旋光

作者: 时间:2020-07-15

 

   涡旋透镜使用特点就是将高斯激光束能量分布轮廓转换为环形光束轮廓的能量分布或收集的光学涡流的能量分布,而影响环形光束能量分布质量的主要因素就是涡旋透镜表面微结构的台阶数,以及拓扑荷数,输入激光的波长。随着涡流透镜所产生独特的光束能量分布的发现,螺旋相位片的应用场景也随着增多,而对于涡流透镜的精度要求也随之增大,螺旋相位板属于衍射光学元件,对于衍射光学元件来说,决定所产对应的光束效果的主要因素就是衍射光学元件表面微结构的加工以及精度。


涡流透镜的工作特性:

拓扑荷数对涡旋透镜的工作特性的影响主要表现在会让涡旋光束角矩增加m倍,从而使得输出环形光斑强度分布的图案放大相应的m倍,而台阶数则是影响高环形光束的较暗的中心区域,对于越高的台阶数,所产生的环形光束的中心越暗,而台阶数目前的加工难度大,对于高台阶涡旋透镜的需求正是目前市面上所需要的。

而目前对于涡流透镜的工作质量的定义主要是由环形轮廓的暗中心和高强度外环之间所获得的光强度的能量对比度来决定的。对于客户的不同领域的工作需求,所需要的环形轮廓的暗中心和高强度外环之间所获得的光强度能量的对比度也是不同的。大多数客户需要对比度大,且能量分层明显的环形光束,从而更好地达到客户想要的效果,而这也正是我们的优势所在,64台阶的涡旋透镜是现在市面上能够达到极高对比度的产品,我们同样提供116的拓扑荷数,并且可以达到在实际应用中,所产生的的实际效果与理论效果的偏差仅为2nm。对于需要精细化实验研究的客户来说,64台阶的涡旋透镜是一个极佳的选择。

图示为在532nm的激光输入波长,64台阶的涡旋透镜拓扑荷值为1的情况下,所产生的实际效果图。







涡旋透镜的应用

涡旋透镜在现代数据传输和数据加密中发挥着相当大的作用,并且在受激辐射耗尽(STED)显微镜光学涡旋计时仪纳米光刻测距以及光学捕获中也扮演着重要角色。在目前所了解的涡旋透镜的应用中,大多数客户对于涡旋透镜所能达到的实验精度要求极高,

1)确保激光束的良好质量。我们建议:

-高斯光束轮廓(TEM00)和圆偏振

-随时间和功率的高激光波长稳定性

2)将涡旋透镜安装到XY平移台上(匹配涡旋透镜光轴的最佳方式)

-涡流透镜可以放入1/2英寸的透镜支架中 镜头可以放入一个长方形的底座(11×11cm)

3)在涡流透镜的整个工作装置上扩展激光束(10mm)

4)在涡旋透镜之后,调整光束大小以匹配聚焦光学系统

5)避免接触涡流透镜的表面。

6)始终使用激光护目镜!

64台阶的涡旋透镜的几何尺寸实例:

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