《徑向偏振雷射腔鏡技術研究》是依託清華大學，由高健存擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：徑向偏振雷射腔鏡技術研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：高健存
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
一般的多層介質反射鏡對垂直入射光束的反射均是偏振各向同性的，但當在這類反射鏡上附加特定的光柵微結構時，這種複合型的反射鏡會對正入射的光束產生非尋常的偏振選擇性反射，將這種反射鏡用於雷射諧振腔時，可產生具有特定偏振特性的光束，如：徑向偏振光束。徑向偏振光束有許多奇異的性質和套用，特別是具有這種光束的固體雷射或放大系統，由於光束的徑向偏振特性可有效的降低雷射介質中熱致雙折射的影響，使輸出雷射的光束質量得到明顯的提高。運用時域有限差分方法（FDTD）和微結構光柵模擬軟體對這種複合型光柵反射鏡內電磁場分布及傳輸特性進行數值分析與器件結構的最佳化設計，採用先進的微納米加工技術與顯微測試手段，製備偏振選擇型光柵反射鏡，並通過將其套用於固體雷射器的實驗研究，驗證徑向偏振反射鏡的性能。通過該項目的研究進一步加深對電磁波在亞波長微結構中傳輸的基本特性的認識，更具意義的是為徑向偏振雷射反射鏡走向實用奠定基礎。
結題摘要
徑向偏振雷射反射鏡由亞波長光柵微結構與多層高反射薄膜組合而成，這種複合型的反射鏡會對入射的光束產生偏振選擇性反射，將這種反射鏡用於構成雷射諧振腔時，可產生具有特定偏振特性的雷射光束，如：徑向偏振光束。徑向偏振光束的偏振態具有完美的軸對稱特性，而且其光強在中心軸上始終為中空的分布。徑向偏振光束有許多奇異的性質和套用，特別是具有這種光束的固體雷射或放大系統，由於光束的徑向偏振特性可有效的降低雷射介質中熱致雙折射的影響，使輸出雷射的光束質量得到改善和提高，在雷射加工、粒子操控等領域有廣泛套用背景。套用自編的基於嚴格耦合波理論的T矩陣算法程式和微結構光柵數值計算商用軟體對這種複合型光柵反射鏡的電磁場分布及傳輸特性進行了數值分析與器件結構的最佳化設計，立足國內現有微納加工工藝及設備，經過反覆工藝探索，結合微納結構和光學測試分析，成功製備出與理論設計特性相符合的偏振選擇型光柵反射鏡。搭建了一套Nd:YAG固體雷射器的實驗系統，用於驗證設計加工的徑向偏振反射鏡的性能。通過該項目的研究進一步加深了對電磁波在亞波長光柵複合微結構中傳輸特性的認識，為徑向偏振雷射反射鏡走向實用奠定了理論與技術基礎。
