0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何在光纤上直接制造微型多分量光束整形器的

led13535084363 来源:光行天下 作者:数万人关注 2022-11-22 10:55 次阅读

研究人员表明,3D激光打印可以直接在光纤末端制造高质量、复杂的聚合光学器件。这种微光学器件的细节比头发的直径还小,可以提供一种极其紧凑、廉价的方法来为各种应用定制光束。

3D打印的复杂聚合物光学器件 在论文中,研究人员描述了他们是如何在光纤上直接制造微型多分量光束整形器的。该装置将普通激光转化为扭曲的贝塞尔光束,该光束携带轨道角动量,不会像典型光束那样在空间中膨胀。研究人员们在不到5分钟的时间内制作出了整个微光学器件,光纤和微型光学设备的价格不到100美元,大约是执行类似功能的标准显微镜物镜价格的十分之一。

“直接从光纤产生贝塞尔光束的能力可用于粒子操纵或光纤集成受激发射损耗STED显微镜,这是一种产生超分辨率图像的技术。我们的制造方法还可以通过在廉价透镜上打印智能小结构,将其升级为更高质量的智能透镜。”研究人员们解释说。

精确规划

为了制造这种微小的光学器件,研究人员使用了一种叫做3D直接激光打印的制造技术,带有飞秒脉冲的激光束在光敏光学材料中产生双光子吸收。只有发生双光子吸收的微小材料会变为固体,这提供了一种创建高分辨率3D结构的方法。

虽然这种3D直接激光打印已经使用了一段时间,但如果要在光纤端头上制作这样小的光学元件时,会很难获得正确的比例。研究人员解释说:“在开始制造过程之前,我们通过进行高精度的2D和3D模拟,克服了这个障碍,此外,我们必须仔细考虑如何将光学元件相互集成,然后将其与光纤芯对齐。”

在经过模拟和精心规划后,研究人员使用商业3D直接激光写入系统和高光学质量光敏聚合物,在单模光纤末端打印出了直径为60微米、高度为110微米的光学设备。该装置包括用于光线准直的抛物面透镜和用于扭曲光线的螺旋轴棱镜。

光的传播质量

为了分析制作的光学器件的传播质量,研究人员建立了一个光学测量系统,以捕获修改后的光纤传输的整形光束。他们在光束中观察到非常低的衍射,这意味着它可以用于STED显微镜和粒子操作等应用。

04f5f59a-4e97-11ed-a3b6-dac502259ad0.jpg

光学测量系统 研究人员还发现,激光功率如果达到接近10MW/cm2就会损坏制作的微光学器件。这表明,即使该装置是由聚合物制成的,聚合物比玻璃更容易受到高功率的热损伤,它仍然可以用来产生相对较高的激光功率。

现在,研究人员已经证明,使用这种直接3D激光打印方法可以创建精确的多元素微光学,他们正在使用含有低比例聚合物的混合光敏材料进行实验。

与聚合物材料相比,这些材料可以生产出质量更高的光学元件,这些光学元件的保质期更长,对高激光功率的耐受性更强。





审核编辑:刘清

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 光纤
    +关注

    关注

    19

    文章

    3913

    浏览量

    73128
  • 激光打印
    +关注

    关注

    0

    文章

    28

    浏览量

    8527

原文标题:研究人员在光纤末端制造微米级光学器件

文章出处:【微信号:光行天下,微信公众号:光行天下】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    光束整形中的自由曲面衍射光学设计

    光束整形是一种重要的光学技术,它通过改变入射激光光束的相位分布或者振幅分布
    的头像 发表于 11-21 10:47 1237次阅读
    <b class='flag-5'>光束</b><b class='flag-5'>整形</b>中的自由曲面衍射光学设计

    空间光调制自适应激光光束整形

    应用VirtualLab Fusion可以实现包含空间光调制的激光系统设计 基于空间光调制(SLM)的激光整形:利用SLM,可将一个高斯光束转换成一个高帽轮廓的超高斯。对于一些新型
    发表于 12-12 10:33

    反射光束整形系统

    光束质量 元件方向的蒙特卡洛公差分析 系统说明 模拟和设计结果 场(强度)分布优化后 数值探测结果 总结 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 1.模拟 使用光线追
    发表于 12-12 10:38

    设计折射光束整形来生成圆形Top-Hat

    具,设计有非球面的折射光束整形来将基模高斯光束整形到目标平面上的top-hat轮廓。根据转换效率,SNR等分析
    发表于 02-24 15:20

    基于积分二次相位函数的多分量LFM信号分析

    基于二次相位函数的调频率估计算法用于多分量LFM 信号时,信号间互扰严重并且会产生伪峰。针对这一问题,该文采用积分二次相位函数,提出了一种改进的多分量LFM 信号分析方法
    发表于 11-17 14:27 11次下载

    基于多尺度线性调频基信号稀疏分解的多分量LFM信号检测

    该文针对传统的基于二次时频分析和原子追踪匹配方法处理多分量LFM 信号时存在的时频干扰和等振幅交叉分解等问题,提出了一种基于多尺度线性调频基信号稀疏分解的多分量LFM 信
    发表于 02-10 15:13 10次下载

    大功率半导体激光光束整形技术及其在泵浦方面的应用

    摘要:在分析大功率半导体激光光束输出特性的基础,针对Nd:YVO4/KTP腔内倍频激光的泵浦光源要求,研究了大功率半导体激光
    发表于 08-30 08:41 39次下载

    闪耀光栅阵列用于半导体激光列阵光束整形

      摘 要: 介绍了半导体激光列阵的光束整形理论,设计并制作了由两个闪耀光栅阵列构成的整形光学系统,理论计算表明该系统能将激光快、慢轴方
    发表于 11-30 14:44 20次下载

    多分量称重传感的用途

    如果需要测量机器人多个矢量轴的力或扭矩,我们推荐使用“多分量传感”:与安装多个传感相比,多分量传感节省了大量的空间和安装工作。选择合适
    发表于 05-15 11:51 1485次阅读
    <b class='flag-5'>多分量</b>称重传感<b class='flag-5'>器</b>的用途

    基于非球面镜的激光光束整形原理及选型(Beam shaping based on aspheric lens)

    来自德国耶拿的Asphericon公司提供三种创新的平顶光束整形,可在所有激光应用中发挥最大的性能,分别是TopShape、AiryShape和SqAiryShape。基于非球面光学技术,这些模块化组件可以将高斯
    的头像 发表于 10-27 14:49 1463次阅读
    基于非球面镜的激光<b class='flag-5'>光束</b><b class='flag-5'>整形</b><b class='flag-5'>器</b>原理及选型(Beam shaping based on aspheric lens)

    光束整形设计方法是激光材料加工应用的关键

    光束整形是优化激光材料加工应用的一项潜在技术,特别是在提高三维增材加工(AM)的表面质量和生产能力、加工深度控制和加工边缘轮廓控制等方面。
    的头像 发表于 11-07 16:11 1113次阅读

    基于非球面镜的激光光束整形原理及选型(Beam shaping based on aspheric lens)

    来自德国耶拿的Asphericon公司提供三种创新的平顶光束整形,可在所有激光应用中发挥最大的性能,分别是TopShape、AiryShape和SqAiryShape。基于非球面光学技术,这些
    的头像 发表于 11-01 10:16 1762次阅读
    基于非球面镜的激光<b class='flag-5'>光束</b><b class='flag-5'>整形</b><b class='flag-5'>器</b>原理及选型(Beam shaping based on aspheric lens)

    用于激光光束整形的二元光学元件设计

    摘要 :随着激光技术在工业、农业、医药卫生、国防和科学研究等各个领域的越来越广泛应用,人们对激光光束质量提出了更高要求。而激光光束呈高斯分布和传播路径是双曲线的特性,限制了它在某些方面的应用,因此对激光光束进行
    的头像 发表于 10-18 09:52 1016次阅读
    用于激光<b class='flag-5'>光束</b><b class='flag-5'>整形</b>的二元光学元件设计

    光束整形常见的几种方法

    光束整形(Beam Shaping)是一种利用光束控制技术来改变光束的形状和特性的过程。
    的头像 发表于 12-24 11:38 1419次阅读
    <b class='flag-5'>光束</b><b class='flag-5'>整形</b>常见的几种方法

    光束整形的常见方法

    中,都对激光光束的均匀性有着一定的要求。然而激光谐振腔输出的光束呈高斯分布,这一特性使其往往不能被直接使用,需要通过光束
    的头像 发表于 12-29 13:45 689次阅读