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[美国激光学会ICALEO? 2017：第36届激光与电光应用国际会议 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2017年10月22-26日）] 激光与电光应用国际会议 - 透明介质中高数值孔径聚焦的像差控制
摘要： 在透明介质中实现高数值孔径（NA）的光聚焦技术，在显微成像、多种光学数据存储技术以及激光微加工领域具有重要应用价值。当通过介质的平面边界表面进行高NA聚焦时，会产生正球差效应，这会降低能量集中度并削弱物理分辨率。聚焦深度越大且NA值越高，球差效应与光散射现象就越显著。在激光材料加工过程中，这种效应会导致沿光轴方向出现不可控的能量分布，使得激光辐射与材料相互作用的本就复杂的物理过程变得更加复杂且难以预测。 为控制内部高NA聚焦引发的球差问题，建议采用专利申请中的特殊消球差物镜设计方案。该物镜能在宽深度范围内（例如熔融石英介质中NA0.8无需浸没时0至2毫米范围）实现轴上与离轴高NA聚焦的完全球差补偿，并保持衍射极限性能。通过将可调部件设置为针对特定深度的最佳相对位置，不仅能实现完全球差补偿，还可进行欠补偿与过补偿调节，从而在任意深度精准控制光轴能量分布，达成特殊的材料加工效果。 本文阐述了该光学方案的设计特点，并通过对比计算结果及显微照片，展示了NA0.8物镜在有无球差补偿情况下，对熔融石英介质不同深度聚焦时形成的光斑尺寸差异及相应加工区域形貌。
关键词： 消球差物镜、球差、激光微加工、高数值孔径、透明介质
更新于2025-09-19 17:13:59
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透明介质内钙钛矿量子点的可逆三维激光打印
摘要： 半导体三维（3D）图案化对探索光电子学中的新功能和应用具有潜在重要性。本研究证明，利用飞秒激光可在透明玻璃材料内部按需写入钙钛矿量子点（QDs）的3D图案。通过利用钙钛矿固有的离子特性和低形成能，高发光性的CsPbBr3量子点可通过飞秒激光辐照和热退火实现原位可逆制备与分解。这种写入-擦除循环可重复多次，且发光量子点受到无机玻璃基质的良好?；?，从而形成稳定的钙钛矿量子点，有望应用于高容量光数据存储、信息加密及3D艺术创作等领域。
关键词： 钙钛矿量子点、光学数据存储、飞秒激光、透明介质、信息加密、三维激光打印、三维艺术品
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年IEEE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）- 透明介质中飞秒激光刻写嵌入式光栅的塔尔博特效应
摘要： 自首次通过飞秒激光微加工实现透明材料折射率改性以来，体刻三维光学元件的制备技术一直备受关注。该方法已广泛应用于制造波导、耦合器或放大器等多种光子器件，推动了大量技术突破。特别是玻璃嵌入式体积相位光栅（VPG）的制备，众多学者对此进行了深入研究。目前VPG的制造主要采用重铬酸盐明胶全息记录技术，需将明胶密封于两层玻璃之间。而飞秒激光刻写技术能以更直接、稳健且环保的方式制备VPG。关于飞秒激光制备VPG的近场衍射特性，目前仅有少量研究报道。 在光微尺度传播的诸多特性中，塔尔博特效应（又称自成像现象）是被重点研究的课题之一。当光栅被准直单色光照射时，由于具有二次相对相位的波干涉作用，会在距离L=p2/λ处形成精确的光栅像（p为光栅周期）。本报告将展示能产生高对比度塔尔博特效应的嵌入式光栅制备过程。我们使用波长1030nm、500kHz二极管泵浦超快光纤放大器Satsuma系统，在熔融石英和纳米晶体掺杂玻璃（OG530）中制备了周期10μm、不同Q参数的VPG。研究发现，改性区的宽度、厚度及折射率分布取决于脉冲能量、重复频率或加工深度等激光参数。通过远场衍射测量和截面显微图像对光栅进行表征，并测量VPG产生的近场强度分布以可视化塔尔博特效应（图1a）。近场实验装置包含准直633nm激光束和可5μm精度位移的20×显微物镜，塔尔博特平面形成于约100μm量级距离处。分析表明：当VPG产生的相位差优化时（图1b），可获得高对比度塔尔博特效应。
关键词： 透明介质、自成像、体相位光栅、飞秒激光、塔尔博特效应、嵌入式光栅
更新于2025-09-12 10:27:22