VirtualLab Fusion应用：Ince-Gaussian光束产生涡旋阵列激光束的观测

infotek讯技 2024-12-10 09:43:54

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提出了一种基于奇偶模初始相位差因子调控的新型Ince-Gaussian(IG)光束, 即PIG(Ince-Gaussian beam with phase difference)光束。对传统IG光束偶模施加具有初始相位差φ的e指数相位因子, 将偶模与奇模进行线性叠加后得到了PIG光束。在其他参数相同的条件下, 重点研究了初始相位差调控因子对PIG光束空间模式的调控特性。数值模拟和实验结果表明: 当参数φ在0到π区间上连续取值时, 可实现正负涡旋PIG光束的连续变换; 当φ=π/2时, 中间状态涡旋消失; 调节φ使其为π的整数倍, 可以实现正负涡旋模式的跳变切换; 当调节φ为π的半整数倍时, 该光束可实现光瓣在椭圆轨迹上的精确位移控制。PIG光束为微粒操纵及光束微雕刻等领域提供了额外的调控自由度。

Ince-Gaussian 模式是继Hermite-Gaussian 和Laguerre-Gaussian 模式之后的第3 类近轴波动方程的完整解系，其横模图形多样，且螺旋Ince-Gaussian 模式存在分离的涡旋结构并携带轨道角动量，这些特点使其在微粒操控、生物医学、光学通信等领域有广阔的应用前景，因而受到广泛的关注。基于此，阐述了Ince-Gaussian 模式的理论基础，详细介绍了其产生的方法及相应的优缺点，指出今后实现高效Ince-Gaussian 模式激光输出的研究方向。

Cr,Nd:YAG微片激光器产生高效、纳秒脉宽Ince-Gaussian光束，董俊，马剑，本文报道了激光二极管端面泵浦的Cr,Nd:YAG微片激光器直接产生了高效、高重复频率和纳秒脉宽的高阶Ince-Guassian（IG）光束。在吸收泵浦光

此函数计算 Ince 高斯光束，这些光束构成椭圆坐标中旁轴波动方程的第三个完整系列的精确和正交解，并且是稳定激光谐振器的横向本征模式。这些模式的横向形状由 Ince 多项式描述，并且在传播时结构稳定。 Ince-Gaussian 模式构成了 Laguerre 和 Hermite Gaussian 模式之间的精确和连续过渡模式。有关 Ince-Gaussian 光束的更多信息： “Ince-Gaussian 光束”，Miguel A. Bandres 和 JC Gutierrez-Vega 光学快报, 29(2), 144-146 (2004) ( http://goo.gl/U18mol ) “近轴波动方程和稳定谐振器的 Ince-Gaussian 模式，” Miguel A. Bandres 和 Julio C. Gutierez-Vega 美国光学学会杂志 A, 21(5),

复杂空间结构矢量光场是当前光场调控领域的重要研究内容。作为一类基于椭圆坐标系的本征激光场,Ince-Gaussian(IG)光场比Laguerre-Gaussian和Hermite-Gaussian两类本征光场具有更丰富的空间自由度,是构建复杂空间结构矢量光场的基本光场之一。基于正交偏振IG偶模和奇模的空间叠加理论,通过空间光调制器分离调控偶模和奇模光场,系统地研究了不同阶数下正交偏振IG模式叠加生成的不同空间结构的IG矢量光场。对获取的矢量光场进行分析,并与理论模拟的结果进行对比,验证了并联分离调控产生IG矢量光场的可行性。

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