可實現(xiàn)激光基模光斑和任意高階模式光斑的相互轉(zhuǎn)換

亥姆霍茲-高斯激光模式轉(zhuǎn)換器（Hermite-Gauss Optical mode convertor）

衍射光學(xué)元件能夠?qū)崿F(xiàn)各種能量分布和相位分布的輸出，實現(xiàn)一些折射光學(xué)方法無法實現(xiàn)的神奇效果，激光模式轉(zhuǎn)換器就能夠?qū)崿F(xiàn)各個激光模式光斑之間的神奇轉(zhuǎn)化，只需要單個DOE元件，無需任何其它配件。激光腔體內(nèi)，近軸亥姆霍茲方程的任意解可以表示為Hermite-Gaussian（亥姆霍茲-高斯）模式的組合（其幅度分布可以用笛卡爾坐標(biāo)的x軸y軸平面表示）。通過的激光模式有基膜/單模，單縱模、單橫模等，也可以表示為：TEM00, TEM01, TEM10, TEM12, TEM21, TEM02, TEM20, TEM22等。激光模式轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)⒒炯す饽Ｊ?span style="margin:0px;padding:0px;">TEM_00轉(zhuǎn)換為更高階的Hermite-Gaussian光束，包括TEM00, TEM01, TEM10, TEM02, TEM20, TEM12, TEM21, TEM22等模式，從而方便用戶直接獲得各種高階振蕩模式的激光，而不用制作激光腔體。

激光模式轉(zhuǎn)換DOE的典型應(yīng)用：

通訊

科學(xué)研究

掃描應(yīng)用程序

STED顯微鏡

光鑷

光學(xué)捕獲

特征：

無像差、無色差

衍射效率高

激光模式轉(zhuǎn)換器的典型的光學(xué)設(shè)置：

通常，激光模式轉(zhuǎn)換器使用的光路結(jié)構(gòu)依次為：單模激光器、激光模式轉(zhuǎn)換器（相位板）、光學(xué)元件和顯微鏡物鏡

激光模式轉(zhuǎn)換器典型的工作原理

激光模式轉(zhuǎn)換器的工作原理相當(dāng)直接 - 在初始場振幅和相位上應(yīng)用傅立葉變換（Fourier Transform），以獲得遠(yuǎn)場的期望場（或強(qiáng)度）。以這種方式，將基膜高斯光束TEM_00轉(zhuǎn)換成更高階的Hermite-Gaussian模式。例如：TEM_00轉(zhuǎn)換為TEM_20.

對于相位板元件，臺階的高度定義為：h=λ/2*(n-1)，其中n是材料的折射率。

光學(xué)模式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計注意事項：

如果要獲得高品質(zhì)的高階激光震蕩模式，激光輸出應(yīng)為單模（TEM00，M2值<1.3，如果M2較大，則仍然可以通過在激光器和DOE元件之間插入空間濾波器來降低M2值

光束路徑中的所有光學(xué)元件應(yīng)該具有高質(zhì)量，即具有低的加工誤差，以避免導(dǎo)致衍射相元件性能降低的前波導(dǎo)誤差。

π相位片

對于許多應(yīng)用，需要在中心使用π相位的相位元件。用π相位板把線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向和角向矢量空心光束。

對于一些成像應(yīng)用，π相位片可以增加焦深；對于粒子操作的應(yīng)用，π相位片使用該元素將導(dǎo)致光學(xué)鑷子、光學(xué)捕獲或光陷捕獲的效果。

π相位片規(guī)格參數(shù)（π相位片）