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盛锐数码视野长娇：硬核：激光结构光的原理、设计和类型详解( 三 )


盛锐数码视野长娇：硬核：激光结构光的原理、设计和类型详解
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图八.来自混合微型激光器的分形结构光
基于象散谐振腔的万花筒激光器 ， 产生自象散激光腔的多个厄米-高斯光束穿过圆柱透镜并相互叠加 ， 以形成这些奇特的类似分形的结构光——万花筒模式 ， 如图9所示 。
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图九.万花筒激光模式
基于无序结构的无光腔随机激光器 ， 目前为止讨论的激光器都是利用光学谐振腔实现的 ， 通过利用激光器中的无序结构（例如粉末、液晶）可以在没有谐振腔的情况下实现激光作用——即随机激光器 。
最近研究表明 ， 可以通过控制纳米结构的方向和密度来控制随机激光器输出光场的空间结构 ， 如图10所示 。
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图十.受控随机激光模式
4.3基于结构化物质的结构光激光器
除了采用特殊的光腔结构 ， 结构化物质在结构光激光的设计中也发挥重要作用 。
当传统激光器的概念与拓扑光子学的思想相结合 ， 从结构化物质腔中产生结构光 ， 这着实令人兴奋 。 目前 ， 光子晶体纳米微腔和拓扑绝缘体已被用于结构光的产生 。
最新进展是在半导体微型激光器中使用时间反转对称性来控制输出OAM模式的螺旋度 。
如图11所示 ， 微柱结构被手性泵浦所激发 ， 激发出的OAM模式的螺旋度由泵浦光的旋向控制 。
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图十一.来自微型激光器的手性控制
05
总结
5.1结构光激光器的优势
1、激光是天然的过滤器 ， 可以用来消除不需要的模式 ， 与外部方法相比 ， 可以同时提高模式的纯度和功率 。
2、外部构建结构光引入的损耗无法轻易克服 ， 而结构光激光器可以通过增加泵浦功率来补偿 。 3、结构光激光器更加易于实现片上集成 。
4、结构光激光器作为整体化的解决方案 ， 在未来的市场化应用中具有明显优势 。
5.2结构光激光目前遇到的瓶颈
1、功率受限
受光束整形元件自身功率阈值的限制 ， 大多数结构化光激光器的功率较低 。 新材料的使用 ， 包括超表面的应用 ， 将来可能会克服这一局限性；此外采用结构光放大器也是一个值得考虑的方案 。
2、设计方法受限
另一个紧迫的局限性是设计方法本身 。 当前 ， 大多数设计技术中的重点是确定最低阶谐振模式 ， 但未考虑可能的高阶模式 。 未来需要努力发展出通用的设计方法 。
总之 ， 尽管目前在结构光激光器领域已经取得了巨大的进步 ， 但是在设计方法 ， 实现方式以及实际器件方面仍然存在着广阔的机遇 。
论文以“StructuredLightfromLasers”为题发表在“Laser&PhotonicsReviews”杂志上 。 ?【点这里查看原文】
来源：长春光机所Light学术出版中心
编辑：他和猫
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