涡旋波片简介
发布时间:2021-03-15 19:09:30 阅读次数:1391
涡旋波片是由具备双折射特性的液晶聚合物材料(LCP)制作而成,使用自主研发的微米级激光直写技术操控液晶聚合物的排布结构,从而将不同偏振态的入射光转换成矢量偏振光束或具有轨道角动量的涡旋光束,而且该器件会将标准的TEM00模的高斯光的光强分布转换成“空心孔型”拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian)光束的光强分布。基于以上特性,涡旋波片已经成功应用在量子光学、光场调控、大气光通信、超分辨率成像、光镊、精密激光加工等领域。

不同阶数的涡旋波片在偏振片下呈现出的结构

涡旋波片产生的拉盖尔-高斯模(Laguerre-Gaussian)的光束

涡旋波片产生的环形光斑的截面光强

除了改变入射光斑的能量分布以外,涡旋波片还可以基于不同的入射光偏振态,输出对应种类的特殊光束,常用的有:

 

 

入射光为线偏振态时,经涡旋波片后生成矢量偏振光束,其中存在两种特殊场景。

  • 入射光的偏振方向与涡旋波片0°快轴平行时,可生成径向偏振光。

利用涡旋波片可以产生径向偏振光

径向偏振光形成的特殊聚焦光场具有穿透性强、光强高度集中等特殊性质,并且径向偏振光特殊的空间结构,使得径向偏振光在金属加工等对偏振特性要求较高的场景下的加工效率约为圆偏振光的2倍。

径向偏振光用于金属加工

  • 线偏光的偏振方向与涡旋波片0°快轴垂直时,可生成角向偏振光。

利用涡旋波片可以产生角向偏振光

在聚焦以后,相比于其它偏振态分布,角向偏振光能够获得更高的宽深比,可以用于加工宽深比要求较高的微孔。除此之外,使用角向偏振光时,可以有效增加超快激光成丝的长度,从而提高激光精密加工的性能和效率,在玻璃切割、半导体加工,精密激光打孔等方面有具有明显优势。

径向偏振光与角向偏振光加工深度对比 

 

当入射光为圆偏振光时,可生成具有螺旋波前的涡旋光束。

利用涡旋波片可以产生涡旋光束

涡旋光束由于其独特的螺旋波前,在粒子操控与捕获(如光镊、量子操控)、光通信、加工手性结构及手性物质检测等领域有重要应用场景。

 

LBTEK可以提供不同尺寸、设计波长、阶数的涡旋波片,如有任何问题,欢迎随时与联系我们!

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