亥姆霍兹-高斯激光模式转换器-深圳维尔克斯光电有限公司

可实现激光基模光斑和任意高阶模式光斑的相互转换

亥姆霍兹-高斯激光模式转换器（Hermite-Gauss Optical mode convertor）

衍射光学元件能够实现各种能量分布和相位分布的输出，实现一些折射光学方法无法实现的神奇效果，激光模式转换器就能够实现各个激光模式光斑之间的神奇转化，只需要单个DOE元件，无需任何其它配件。激光腔体内，近轴亥姆霍兹方程的任意解可以表示为Hermite-Gaussian（亥姆霍兹-高斯）模式的组合（其幅度分布可以用笛卡尔坐标的x轴y轴平面表示）。通过的激光模式有基膜/单模，单纵模、单横模等，也可以表示为：TEM00, TEM01, TEM10, TEM12, TEM21, TEM02, TEM20, TEM22等。激光模式转换器，能够将基本激光模式TEM_00转换为更高阶的Hermite-Gaussian光束，包括TEM00, TEM01, TEM10, TEM02, TEM20, TEM12, TEM21, TEM22等模式，从而方便用户直接获得各种高阶振荡模式的激光，而不用制作激光腔体。

激光模式转换DOE的典型应用：

通讯

科学研究

扫描应用程序

STED显微镜

光镊

光学捕获

特征：

无像差、无色差

衍射效率高

激光模式转换器的典型的光学设置：

通常，激光模式转换器使用的光路结构依次为：单模激光器、激光模式转换器（相位板）、光学元件和显微镜物镜

激光模式转换器典型的工作原理

激光模式转换器的工作原理相当直接 - 在初始场振幅和相位上应用傅立叶变换（Fourier Transform），以获得远场的期望场（或强度）。以这种方式，将基膜高斯光束TEM_00转换成更高阶的Hermite-Gaussian模式。例如：TEM_00转换为TEM_20.

对于相位板元件，台阶的高度定义为：h=λ/2*(n-1)，其中n是材料的折射率。

光学模式转换器的设计注意事项：

如果要获得高品质的高阶激光震荡模式，激光输出应为单模（TEM00，M2值<1.3，如果M2较大，则仍然可以通过在激光器和DOE元件之间插入空间滤波器来降低M2值

光束路径中的所有光学元件应该具有高质量，即具有低的加工误差，以避免导致衍射相元件性能降低的前波导误差。

π相位片

对于许多应用，需要在中心使用π相位的相位元件。用π相位板把线偏振光转换为径向和角向矢量空心光束。

对于一些成像应用，π相位片可以增加焦深；对于粒子操作的应用，π相位片使用该元素将导致光学镊子、光学捕获或光陷捕获的效果。

π相位片规格参数（π相位片）

型号	直径mm	孔径mm	材质	Description
PE-202	25.4	23.6	熔融石英	Half-space π difference mode convertor, TEM01 (or TEM10)
PE-230	25.4	23.6	熔融石英	Quarter-space π difference mode converter, TEM11
PE-215	11	9.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 4817 μm
PE-216	25.4	23.6	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 5680 μm
PE-217	20	23.6	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 6200 μm
PE-218	25.4	18.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 8428 μm
PE-219	25.4	23.6	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 10838 μm
PE-220	25.4	23.6	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 7224 μm
PE-221	11	9.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 3612 μm
PE-222	11	9.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 4214 μm
PE-223	11	9.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 3000 μm
PE-224	11	9.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 5400 μm
PE-225	25.4	23.6	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 6384 μm
PE-226	12.5	10.7	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 6840 μm
PE-227	25.4	23.6	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 8900 μm
PE-228	11	9.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 1200 μm
PE-229	11	9.2	熔融石英	Round π phase at the center,diameter 1800 μm