3D打印基于光纤的零阶和高阶贝塞尔光束发生器

       贝塞尔光束由于具有自愈性和无衍射传播等独特特性而引起了科学界的极大兴趣。零阶贝塞尔光束(ZOBBs)是贝塞尔光束中最简单的一种，其特点是与其他光束(如具有相同束腰的高斯光束)相比，在较长的传输距离内，其高强度光斑保持不变。另一方面，高阶贝塞尔光束(HOBBs)呈现螺旋波前，因此它们携带轨道角动量(OAM)，这使它们成为一种涡旋光束。由于相关的中心相位奇点，HOBBs光束轴上的强度为零。ZOBBs 和HOBBs具有多种突出的应用，包括光学捕获、生物成像、材料处理和量子通信。目前有几种方法可以产生贝塞尔光束。一种常见的、更节能的产生贝塞尔光束的技术是由一个“轴锥”(一种圆锥光学元件)通过高斯光束或拉盖尔-高斯光束产生。另一种产生贝塞尔光束的方法是全息光束整形，特别是使用空间光调制器。该技术提供了多功能性和动态改变光束特性的可能性。然而，这些解决方案依赖于体积庞大的光学元件，这造成了稳定性问题，并需要精确对准。

       近日，阿卜杜拉国王科技大学Carlo Liberale等人提出了一种光子结构，它使用叠加的微型化光学元件，在光纤面上一次性打印成型。该设计能产生零阶和高阶贝塞尔光束，并完全可控地调整光束的参数，如无衍射传播距离或中心峰或节点的宽度。值得注意的是，据研究人员表示，他们首次报道了从光纤中产生高阶BBs。虽然3D打印结构的聚合物材料可能会限制其在恶劣环境中的使用性能（如热，机械和化学环境），但作者表示，随着新材料的发展，将使用增材制造技术打印出更高分辨率，更稳定的玻璃基化合物。此外，作者希望该方法在光学和量子通信、基于光纤的传感器、显微镜、光谱学和光阱等应用中有一定的应用。相关研究工作发表在《Optica》上。（丁雷） 

       文章链接：Innem V.A.K.Reddy,et al.3D-printed fiber-based zeroth- and high-order Bessel beam generator.Optica(2022).https://doi.org/10.1364/OPTICA.453839.