明斯特大学 使用所需的横向焦散线制作非衍射光场的过程
荣誉:WWU -亚历桑德罗·赞诺蒂 现代应用,如高分辨率显微照相术或微米或纳米级材料加工,要求定制的激光束在传播过程中不会改变
这是一个巨大的挑战,因为光在传播过程中通常会变宽,这种现象被称为衍射
因此,乍一看,所谓的传播不变或无衍射光场似乎是不可能的
如果有可能生产它们,它们将使新的应用成为可能,如光盘显微镜或基于激光的高纵横比切割、铣削或钻孔
来自伯明翰大学(英国)、马赛大学(法国)和明斯特大学(德国)的一个国际研究小组现在首次成功地创造了任意无衍射光束
“我们实施了一种受自然启发的方法,在这种方法中,任何期望的强度结构都可以通过其边界来指定,”该研究的作者之一,教授解释说
来自明斯特大学应用物理研究所的科妮莉亚·丹尼斯
作者巧妙地利用了光线结构,这种结构可以在彩虹中看到,也可以在光线透过酒杯时看到:这种壮观的光线结构叫做焦散
它们是重叠的明亮聚焦线,从而构建了可用于无衍射传播的网络
该团队开发了一种方法,将这些焦散用作生成任意结构的基础,从而创建了光线传播的智能操作
这样,可以在微米尺度上形成无数新类型的激光束,在光学材料处理、多维信号传输或高级高分辨率成像方面开辟了全新的前景
就在几年前,有可能实现一些显示出这些无衍射特性的光场,尽管理论上的想法更老:像贝塞尔光束这样的同心环结构可以以传播不变的方式产生
该理论预测了一整类梁,其横向形状是在椭圆或抛物线轨迹上产生的,并代表波动方程的自然解
尽管长期以来需要这种具有这些特性的定制光束,但是由于在传播过程中必须保持横向强度结构的不变性,所以很难通过实验来产生这种光束
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