艾里光束（airy beam）具有无衍射的特性，这个特性引起了科学家们的极大兴趣，艾里光束如传播过程中光束形状不变性，能够在自加速或通过小物体阻碍后自行恢复光束形状，进行“自我修复”。产生艾里光束最通用的做法是利用艾里光束DOE（衍射元件），激光通过DOE后直接获得艾里光斑。
所属品牌： 以色列Holo/Or
应用类型： 光束控制
产品型号：PE-203-1-Y-A* 、PE-206-I-Y-A
负责人：郭工
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产生艾里光束的衍射元件DOE，airy beam
自从2016年8月，印度的N. Apurv Chaitanya和S. Chaitanya Kumar在Scientific Reports上发表了Ultrafast Airy beam optical parametric oscillator，报告了超快艾里光束谐振腔（OPO）的首次实现。通过在共振高斯信号中引入腔内立方相位调制，在同步泵浦单共振OPO腔内及其后续的傅立叶变换中，产生二维的艾里光束，其在近红外线的调谐范围达到250nm。所产生的艾里光束可以连续地从1477nm调谐到1727nm，在约23ps持续时间的脉冲中的平均功率提供高达306mW（1632nm），光谱带宽为1.7nm。
近红外波方程与Airy波包的自由粒子薛定谔波动方程的数学相似性作为解决方案之一，使得具有由艾里函数描述的横向强度分布的光束的预测和示范成为可能。不同于其他光束结构，艾里光束具有独特的特性，如传播过程中光束形状不变性，沿自由空间中弯曲轨迹的“无衍射”传播，“自加速”和即使在小物体阻碍后自行恢复光束形状，和“自我修复”。
自从airy beam被发现以来，艾里光束在各个领域的潜在应用引起了极大的关注，包括光学路由，微观粒子的操纵，光学介导的粒子清除和激光微加工。此外，人们还研究了非线性和湍流中艾里光束的传播特性，以产生弯曲的等离子体通道，超连续谱和孤立波以及激光成丝。研究者门还做出努力来证明艾里波束具有电子波，声波和表面等离子体激元。
传统上，艾里光束是通过高斯强度分布的激光束的三次相位调制及其随后的傅立叶变换而生成的。目前，海纳光学专门推出了产生艾里光束的衍射元件，其还可以通过适当的谐振腔结构产的不同波长下具有合适的光谱和时间参数的高功率超快艾里光束，以满足诸如曲面激光微加工，激光成丝，超连续生成和弯曲等离子体通道等许多应用和研究的需求。
N. Apurv Chaitanya提出了如下结构，产生具有宽波长可调谐性的高功率艾里光束，其中一个重要的器件是艾里光束衍射元件， 即下图中的CPM，英文描述为AR-coated cubic phase mask (CPM) in the form of binary grating，通过对同步泵浦的SRO的腔内共振信号进行三次相位调制和随后的傅里叶变换实现源，以二维艾里斑强度分布产生持续时间为23ps的输出脉冲，平均功率高达306mW 、78 MHz的重复频率，并可在近红外波段1477-1727nm波长范围内实现波长调谐250 nm以上
海纳光学提供Airy光束衍射元件（艾里光束DOE），帮助客户获得艾里光束，产生Airy beam。该元件的位置可至于激光腔内或腔外，工作方式可以为透射式或反射式。
艾里光束DOE的规格参数
|
Part Number |
Wavelength (nm) |
Dimensions (mm) |
number of levels |
Material |
Clear Aperture (mm) |
|
PE-203-1-Y-A* |
1600 |
25.4 |
2 |
FS |
2 |
|
PE-206-I-Y-A |
1064 |
11 |
16** |
FS |
9.2 |
很多科研项目对光的性质进行研究的手段是通过改变光的强度和相位，衍射光学元件DOE既能够改变光束的相位，又能改变光束的强度分布，同时还具有很大的设计自由度，因此科研DOE能够用于很多前沿科研的场合。
