通过激光刻写几何相位全息图实现微型化多平面光转换器

多平面光转换器(MPLC)是一种新兴的三维光束整形技术,能够将输入空间光模式基确定性地映射到新的输出模式基。这种空间重构能力在经典和量子光子学领域具有广泛的应用前景,涵盖光通信、光子计算和成像等多个方向。MPLC由一系列逆向设计的衍射光学元件级联构成,通常通过自由空间分离。该工作研究了利用单步直接激光写入技术在玻璃芯片内部制造微型全封装透射式MPLC的方法。该技术基于飞秒激光诱导双折射纳米光栅的形成,通过空间可控的快轴取向调控,在玻璃芯片内部形成多层纳米光栅结构,从而构建多个几何相位全息图,对传输的圆偏振光施加可控相位图案。实验团队成功演示了两个概念验证性玻璃嵌入式MPLC器件(700×700×2000微米立方体):3模和10模厄米-高斯模式分选器,并探讨了制造挑战与未来改进方向。该研究为开发坚固的整体式MPLC技术快速原型提供了可行路径。

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提交arXiv: 2026-02-06 22:11

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