基于飞秒激光加工的高阈值高阶贝塞尔光束产生器件

高阶贝塞尔光束能够携带轨道角动量,且具有无衍射特性,在粒子操控、激光微纳加工及非线性光学等领域具有重要应用价值。目前产生高阶贝塞尔光束的方式无法同时满足集成化和高功率场景的应用需求。基于飞秒激光诱导的双折射纳米光栅结构,提出一种高损伤阈值的集成化光场调控器件制备方法。通过调控纳米光栅的光轴方向和相位延迟量,在石英玻璃内部写入光轴取向空间变化的多层纳米光栅结构,制备的器件可以实现不同光场调控功能的叠加和不同工作波长的设计。基于所提方法制备了中心波长为532 nm、拓扑荷值为4的高阶贝塞尔光束产生器件。器件产生的高阶贝塞尔光束携带的轨道角动量与设计值相符,在4 m距离内光斑大小保持基本不变。器件的零几率激光损伤阈值为28.5 J/cm^(2)(6 ns),在高功率激光光束整形等领域具有极大的应用潜力。