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具有空间光调制的灵活可调焦深光声显微镜
摘要： 通过聚焦激发激光，光学分辨率光声显微镜（OR-PAM）能够测量生物组织内低至微米级横向分辨率的光学吸收特性。由于焦深（DoF）较短导致深度方向横向分辨率不一致，OR-PAM常规采用的高斯聚焦光束无法在不进行深度扫描的情况下获取厚度从数十微米到毫米的生物样本体积图像。本研究将空间光调制器（SLM）集成到OR-PAM光路中以实现焦深的灵活调节。通过简单切换SLM界面上的相位图案，可产生三种代表性照明光束：传统短焦深高斯光束（GB）、针状贝塞尔光束（BB）和扩展焦深光束（EDFB）。这些调制方案基于扩展Nijboer-Zernike理论实现良好调控。光声激发显示焦深范围从数百微米（GB和BB）至1.38毫米（EDFB）不等，但横向分辨率保持一致（约3.5微米）。通过不同深度钨丝的体积成像验证了该方法的有效性。
关键词： 空间光调制、光声显微镜、焦深、扩展焦深光束、贝塞尔光束、光学分辨率
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用集成超表面等离子体锥透镜产生的二维波导贝塞尔光束
摘要： 报道了基于超表面轴锥透镜（集成于硅波导）在导波结构中产生无衍射贝塞尔型光束传播的近场成像。该轴锥透镜尺寸小至11平方微米，其工作原理是通过等离子体纳米谐振器对硅波导有效折射率进行局部调控。这种通用方法可适配不同类型的平面光路平台，为利用等离子体谐振器实现纳米尺度光控的纳米工程光学器件设计提供了可能。
关键词： 贝塞尔光束、光学超表面、硅光子学、表面等离子体共振、轴锥透镜
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019国际光学MEMS与纳米光子学会议(OMN) - 韩国大田 (2019.7.28-2019.8.1)] 2019年国际光学MEMS与纳米光子学会议(OMN) - 深度可控贝塞尔光束阵列的微光学系统
摘要： 我们展示了一种集成化、紧凑型微光学系统，该系统通过将微型自适应液晶环形光阑阵列与微透镜阵列及透镜锥（由透镜和轴锥镜组合而成）相结合，能够产生深度可控的贝塞尔光束。我们成功验证了一套可生成并调控贝塞尔光束的功能系统。
关键词： 微透镜阵列、贝塞尔光束、微光学系统、非球面透镜、环形光阑、液晶
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用半导体激光器产生液滴准贝塞尔光束
摘要： 演示了一种利用圆顶锥透镜产生液滴准贝塞尔光束的方法。对所得准贝塞尔光束纵向强度分布的研究表明，由于生成光束通过圆顶轴锥时产生的两个波前干涉，在结果光束中出现了类似"光滴"的周期性强度脉动。这类光束可用于生物对象的微操控及超分辨率显微技术。采用圆顶轴锥产生液滴光束能显著简化并微型化实验装置，为多种实际应用开辟了道路。
关键词： 轴锥镜、液滴光束、贝塞尔光束、半导体激光器
更新于2025-09-16 10:30:52
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具有独立轴向强度分布的可控光学针阵列，用于激光微加工
摘要： 由于其高长宽比，非衍射光束通常被视为"光学针"。我们构建了具有任意纵向强度分布的"光学针"，并改变其在透镜焦区内的空间位置。接着，我们引入独立"光学针"的空间阵列，并报道了由单个光束相互干涉导致的物理限制。我们采用空间光调制器作为实际几何相位元件的玩具模型，实验观测到具有不同数量和空间间隔的单个光束的可控空间阵列。最后，我们研究了通过平面空气-介质界面传播引起的畸变并尝试进行补偿。
关键词： 结构光、焦线、衍射、光学针、多焦点、光学工程、贝塞尔光束
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用贝塞尔光束重建无芯扭转光子晶体光纤中的螺旋布洛赫导模
摘要： 携带轨道角动量（OAM）的光束在众多研究领域具有基础性意义。最新研究表明，即使在无纤芯情况下，手征扭转光子晶体光纤（PCF）中也能传导具有多重OAM值的螺旋布洛赫模（HBMs）。传统波导无法支持此类模式，且通过多光束干涉实现也极具挑战。本研究首次完整实验表征了无芯扭转PCF中复杂HBM场的相位与振幅分布，基于光纤结构的精密扫描电镜图像进行有限元模拟，测量结果与模拟数据高度吻合。通过将数值计算的HBM场展开为贝塞尔光束级数，我们实现了谐波强度与方位角阶数超过95%保真度的精确计算。
关键词： 贝塞尔光束、螺旋布洛赫模式、轨道角动量、光子晶体光纤
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年IEEE欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 矢量贝塞尔光束的产生及其在透明材料激光微加工中的应用
摘要： 贝塞尔光束因能产生高深宽比微空腔[1]，且可通过控制微裂纹形成实现高效切割透明材料[2,3]，成为激光微加工的理想选择。通过诱导光束轮廓不对称性可控制裂纹扩展方向[3]，从而实现非直线超快玻璃切割。各类无衍射光束的激光-物质相互作用研究已较深入，其用于激光微加工的应用前景可期。矢量光束比标量光束更具特性，能为材料微制造带来额外优势——例如矢量贝塞尔光束具有环形强度分布及复杂偏振空间分布，可分解为两个横向偏振强度分量[4]。本研究采用轴锥镜与s板（光子学工作室径向偏振转换器[5]）生成矢量贝塞尔光束：s板产生角向或径向偏振光束，轴锥镜将其转换为无衍射矢量贝塞尔光束，偏振片用于分离正交偏振分量（图1）。该生成方案适用于高能光束系统，因s板可承受超短（飞秒-皮秒）高功率脉冲。为探究其在透明材料微加工中的应用，我们采用矢量贝塞尔光束进行玻璃微加工，成功诱导出高深宽比体积改性和微裂纹。矢量贝塞尔光束在玻璃中产生圆柱状材料改性区（图2a），而单偏振分量则形成两条平行针状改性区（图2b）。将脉宽延长至数皮秒时，观察到垂直于光束传播方向且平行于双强度峰的微裂纹（图2c）。这些改性特征的研究有助于提升激光微加工的质量与速度。
关键词： 贝塞尔光束、激光微加工、透明材料、轴锥镜、矢量光束、S板
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于优化化学势石墨烯的编码超表面方法，用于太赫兹波前的动态调控
摘要： 本文提出了一种基于像素化石墨烯的编码超表面设计新方法。该方法通过利用石墨烯可调谐像素（GTP）实现直连式调控，在太赫兹（THz）频段实时控制反射相位。所提出的单元结构由同层四个独立石墨烯贴片组成，其化学势通过基于优化的方法获得。通过改变超表面的反射相位分布，该器件可在THz频谱范围内调控反射波的相位、振幅与偏振，应用于现代信息系统、数据加密及THz通信等多种波束成形场景。石墨烯编码超表面的化学势优化方法不仅适用于纯相位调控超表面特定结构，更具备卓越的电磁波半空间调控能力，可生成汇聚涡旋波束、无衍射贝塞尔波束及电磁凸体幻象。仿真与理论结果表明，该方法为多功能超表面应用提供了可行策略。
关键词： 贝塞尔光束、幻觉、化学势优化、涡旋光束、超表面、石墨烯
更新于2025-09-11 14:15:04
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偶氮苯液晶中由共传播绿色高斯光束控制的红色贝塞尔光束光学捕获
摘要： 研究了在光敏偶氮苯液晶中，毫瓦级功率的红光无衍射贝塞尔光束与绿光高斯光束的同步共传播现象。通过将窄宽度高斯光束相对于贝塞尔光束中心极大值进行微小位移，观察到贝塞尔光束发生畸变，其核心沿与绿光高斯光束位置相反的方向产生可控弯曲。关闭绿光后，贝塞尔光束的恢复动态显示出其中心核心显著的捕获光学特性，并呈现直径减小、强度增大且传播深度增加的瞬态类孤子传播现象，从而形成波导通道。
关键词： 空间孤子、贝塞尔光束、自聚焦、偶氮苯液晶、光异构化
更新于2025-09-11 14:15:04
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 利用贝塞尔光束实现可编程体积分立光学电路
摘要： 可编程波导能够扩展为高度集成的光子电路，是推动线性量子计算和光信息处理等快速发展的新兴领域中创新光学技术发展的关键要素。目前尚无基于纯线性波的全宏观体积可扩展光学写入技术，而现有电路制造采用逐步打印方式，随着设计复杂度提升会变得愈发繁琐。我们展示了一种利用贝塞尔光束在体材料深处光学诱导波导的可扩展方法，该方法成功制备出几何结构日益复杂的波导、集成多端口分束器及微型化电光功能门。实验在顺电相钽酸锂钾（KLTN）晶体中进行——通过光生空间电荷实现写入过程，同时依靠二次电光效应维持波导导光和电光功能特性。图1展示了采用贝塞尔光束（BB）波导写入技术制备1×2、1×3及1×4分束器的效果：在制备阶段通过发射多角度贝塞尔光束实现，利用特定空间光调制器时序掩模使各贝塞尔光束保持非相干性（每次仅激活单个光束）。这证明复杂电路制备也可在单次光照阶段完成，无需像直接写入扫描技术那样机械移动样品。
关键词： 贝塞尔光束、光学信息处理、可编程波导、电光门、光子电路
更新于2025-09-11 14:15:04