[發明專利]一種產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法

在審

• 申請號: 201711363816.0
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108281882A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 崔國新;王夢瑩;唐杰;陸延青
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.一種產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法，其特征是基于非線性光學計算全息的理論，將IG光束的相位和振幅信息帶入全息圖的定義式中，用MATLAB編程做出攜帶有IG光束光場分布的全息圖；采用無掩膜光刻的方法，將全息圖轉移到LN晶體薄膜上，在LN晶體薄膜中制備出全息圖的疇結構:用電子束蒸發的方法在LN晶體薄膜表面鍍一層金屬Cr，剝離后形成極化所需的圖案電極；用探針加壓的方法實現疇結構的制備；將飛秒激光泵浦到疇結構LN晶體薄膜中，在遠場一階衍射處產生倍頻IG光束。

2.根據權利要求1所述的產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法，其特征是飛秒激光由Ti:sapphire飛秒脈沖激光器產生，所述飛秒脈沖激光器泵浦出波長為900nm、重復頻率為80MHz、脈沖寬度為140fs的基波高斯光束，經過三個反射鏡的調節，將基波準直照射到聚焦透鏡上，透鏡焦距為50mm，將基波聚焦到疇結構LN晶體薄膜表面，LN晶體薄膜放置在顯微鏡的載物臺上，將顯微鏡連接CCD，時刻觀測疇結構LN晶體薄膜表面的結構，保證基波照射到疇結構LN晶體薄膜的準確位置；在疇結構LN晶體薄膜之后放置一個低通濾波片，將基波濾掉，在遠場一階衍射處產生倍頻IG光束。

3.根據權利要求1所述的產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法，其特征是制備的疇結構能夠將普通高斯光束整形為IG光束，同時實現頻率轉換。

4.根據權利要求1所述的產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法，其特征是用探針加壓的方法實現LN晶體薄膜極化方向的反轉，使得疇結構LN晶體薄膜攜帶有權利要求1中的全息圖信息；整個疇結構的制備過程中，保證探針正極與圖案電極的準確接觸；

探針加壓法：實驗裝置為：信號發生器產生方波，頻率為1Hz，振幅設置為所需要施加的電壓大小V，偏移量為V/2，通過信號放大器將電壓信號放大1000倍，連接到金屬探針上，探針正極接觸2維圖案電極，負極接觸ITO玻璃，在LN晶體薄膜和ITO玻璃之間滴有NaCl溶液，保證ITO玻璃和LN晶體薄膜-C面的歐姆接觸；極化過程中，施加的脈沖電壓持續時間為10個脈沖，通過示波器的顯示來控制；通過三維移動平臺控制樣品的移動。

5.根據權利要求4所述的產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法，其特征是所述2維圖案電極的制備方法，步驟如下：

1)用探針加壓劃線的方法確定LN晶體薄膜的+C面；

2)清洗；

3)勻膠；在LN晶體薄膜的+C面涂覆光刻膠；光刻膠涂覆1±0.2um厚度的光刻膠；勻膠后，在65±15℃熱臺上進行烘干，時間為7±3分鐘；

4)光刻與顯影；選用無掩膜光刻的方法，將全息圖轉移到LN晶體薄膜表面。根據圖案的分辨率可以選擇4倍、10倍、20倍的物鏡，分別對應分辨率為5um、2um、1um；

5)鍍膜；采用電子束蒸發鍍膜，在顯影后的樣品表面鍍上一層金屬電極，作為后續極化的電極圖案；鍍膜金屬為鉻，膜厚為120±20nm；

6)光刻膠剝離。

6.根據權利要求1和3所述的產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法，其特征是，全息圖的大小為400像素*400像素，無掩膜光刻時選用10倍物鏡，實際制備的疇結構尺寸為0.2*0.2mm²；激光器出射光斑面積近似為此尺寸，這樣保證基波能完全覆蓋全息圖，而又能達到工藝制備的分辨率要求。

7.根據權利要求2或3中所述產生倍頻Ince-Gaussian光束的方法，其特征是，LN晶體薄膜的厚度為30-50微米。