技术:完美光束的扭曲路径


作者:SENTLE的SUNNY BAINS光纤通过远距离发送大量信息,彻底改变了通信但是因为光纤确实会扭曲光的一些光学特性,所以它们在更精确的应用中的使用受到限制现在,美国的研究人员已经开发出一种系统,该系统使用全息图来找到光纤的失真,然后对光进行预处理,以补偿光线的失真,使其在原始状态下从光纤中射出广泛用于通信的光纤类型,称为多模光纤,具有相对大的直径,因此它们可以携带大量数据但是,虽然在这种光纤中或多或少地保持了光强度的变化,但是改变了诸如相位和偏振的其他性质光的相位与其沿光波循环的位置有关由于多模光纤的直径很大,光可以以各种角度进入,然后在沿光纤移动时从一侧到另一侧反弹这意味着不同的光波沿光纤传播不同的长度因此,如果所有波同步或同相(如在激光束中),在光纤的起始处,它们将在结束时不同步或异相光也失去了均匀的偏振,并且出射的光束比原始光束发散得更远有许多应用,其中没有这些失真的光纤的传输能力将是有用的例如,在显微外科手术中,光束必须聚焦在一个非常小的点上,如果出现的光束发散太多,这是不可能的在全息术中,通常需要保持相位和极化使用称为单模光纤的光纤可以实现更小的失真这种光纤在不扭曲偏振和相位的情况下透射光,并且它们产生很小的发散它们具有非常窄的核心,通常直径只有几微米,因此所有的光线都沿着大致相同的路径传播但它们受限的直径意味着它们不能携带太多光线现在,伊利诺斯州埃文斯顿的西北大学的研究人员开发了一种从多模光纤获得单模光纤特性的技术具有所需光学特性的激光束A穿过多模光纤,并从远端出现具有完全不同的特性,现在称为B.新系统首先将光束A转换成具有精确光束的光束与B的光学特性相反,写为B *当光束穿过光纤时,它应从另一端作为所需的光束A出射.A通过将其从全息图反射而转换成B *首先,激光束A被分成两部分(见图)它的一部分经过通常是光纤的输出端并从输入端出现此时它具有B的光学特性光束A的另一半从相位共轭反射镜反射 - 一种吸收光然后以与其进入的相同方向重新发射光的晶体,其相位和极化逆转这个光束现在是A *这两个光束B和A *组合在光敏板的表面上,在那里它们记录干涉图案 - 它们在峰值与峰值相遇时相互加强,并在峰值与波谷相遇的位置相互抵消干涉图案是全息图的一种形式当随后仅使用光束A照射全息图时,反射光束具有B *的特性该光束通过光纤馈送,最终从远端发射的光束将具有A的特性它将具有与原始激光束相同的相位,偏振和发散特性这种技术有两个主要限制首先,该团队使用的全息技术在将照明光束A转换为B *时的效率仅为33%该团队正在努力使用更好的全息材料来克服这个问题该系统的另一个缺点是,如果光纤弯曲,它会不同地扭曲光线;所以全息图将不再产生正确的负失真然而,研究人员认为,该技术仍然适用于需要具有精确光学特性但光束路径固定的光束的大量应用一种这样的应用将是激光切割它不是将激光器安装在工业机器人手臂的末端,而是可以进一步安装在后面,
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