1 常州工学院 光电工程学院，江苏 常州 213002
2 常州现代光电技术研究院，江苏 常州 213002
3 常州市光电子材料与器件重点实验室，江苏 常州 213002
4 上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072
飞秒激光微加工中焦点光斑横向光场的分布直接影响到激光微加工的精度、分辨率和表面粗糙度等。利用激光束空间整形技术对激光束聚焦光斑进行调制，基于横向超衍射理论和优化算法进行了研究和分析，完成了一种0-π结构四环横向相位板的设计。该相位板归一化半径为r1=0.16、r2=0.27、r3=0.49，获得的峰值能量S、焦斑尺寸GT、旁瓣能量MT分别为0.38、0.74、0.20。并且基于该相位板在激光微加工系统中进行了一种光致变色材料的相位板加入前后的对比加工实验，实验结果表明，在飞秒激光微加工系统中使用这种相位板可以有效地减小加工点的尺寸大小。
横向超分辨 飞秒激光 微加工 transverse superresolution femtosecond laser microfabrication
中国石油大学(华东)理学院， 山东 青岛 266580
研究了基于双折射晶体的非“三明治”结构的分区光瞳滤波器在低数值孔径聚焦系统中的光学特性。以内区为玻璃和外区为双折射晶体的两区光瞳滤波器为例，给出了此类光瞳滤波器光瞳函数的精确表达式。结合标量衍射理论，数值模拟了其光学特性。结果表明，通过旋转光瞳滤波器可以实现系统焦平面上横向光学超分辨的连续调节，同时可以扩展焦深。这种滤波器较现有的基于双折射晶体的光瞳滤波器具有更高的光能利用率，并且其可调性更方便于实际应用。
物理光学 可调光瞳滤波器 双折射晶体 横向超分辨 焦移 中国激光
2012, 39(10): 1016002
南京航空航天大学 应用物理系,江苏 南京 210016
根据空间偏振态调制和偏振干涉的原理,设计了一种能通过外加电压调谐的振幅型光瞳滤波器,实现了横向超分辨下轴向焦移与焦深的实时控制。该滤波器由两个透射光轴平行的偏光镜,置于其间的一个电光晶体和一个二区域λ/2波片组成。分析了滤波后光学系统焦点附近光强的分布及电光调谐特性,在电光相位延迟-π-π之间,二区域λ/2波片内外径取优化值时,可实现横向超分辨及轴向焦移的实时调控,等效于一个可实现横向超分辨的电光调焦透镜。电光相位延迟一定时,二区域λ/2波片内区方位角的改变可实现第一零点比的调整;内区方位角一定时,电光相位延迟的改变可实现焦深的实时控制。
光学器件 横向超分辨 电光调制 轴向焦移 轴向扩展焦深
1 中国石油大学,物理科学与技术学院,山东,东营,266555
2 中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800
改进了现有的基于径向双折射晶体的横向超分辨滤波器.通过调整偏振器的偏振方向和晶体光轴之间的夹角,改进的滤波器可以实现更广的超分辨可调范围,并且在相同的条件下,相对于现有的连续振幅型超分辨光瞳滤波器,超分辨性能和焦深都有较大提高.改进的超分辨滤波器,为实际应用提供了更多方便.
衍射 横向超分辨 径向双折射晶体 光瞳函数 Diffraction Transversal superresolution Radial birefringent crystal Pupil function
1 中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
2 南京航空航天大学理学院，南京 266017
3 青岛大学理工学院物理系，山东 青岛 266071
提出一种光瞳滤波器来同时实现横向超分辨和轴向焦移效应的电控制．该光瞳滤波器由两偏光镜及包含有径向双折射元件的任意偏振态的电控旋光器组成．利用径向双折射元件对光偏振态的空间调制作用，结合旋光器对任意偏振态光的旋光作用，与两个偏光镜结合，实现了空间偏振态的重新分布．利用庞加莱球及琼斯理论进行了分析，结果表明，借助这种电致位相延迟来实现的偏振态调制效应，可同时实现横向超分辨与轴向焦移效应．对能够同时获得横向超分辨与轴向焦移的情况进行了分析，得到了系统各组成参量及电光调制范围．
物理光学 径向滤波器 横向超分辨 焦移 电光调制 Physical optics Radial birefringent filter Transverse superresolution Focal shift Electrooptical modulation
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 青岛大学理工学院物理系, 青岛 266071
提出利用电控径向双折射光瞳滤波器实现横向超分辨性能参量的调制与轴向扩展焦深。该光瞳滤波器由两个平行偏光镜,一个电光晶体与一个径向对称双折射晶体组成。分析了电光晶体与径向双折射元件对光偏振态的空间调制作用,通过控制电光晶体的相位延迟实现径向中心处初始偏振态的控制,与径向双折射元件横向偏振态调制结合,实现了庞加莱球上偏振态演变路径与阶段的控制,从而对焦点附近偏振态进行空间调制以实现光强的重新分布。研究结果表明,外加电场调制可以实现横向上超分辨性能的调控以及轴向上焦深的扩展,并可得到相应的电光相位延迟范围。
信息光学 偏振态 电光调制 横向超分辨 扩展焦深
