[发明专利]光学莫尔超晶格的制作方法及装置

说明书

本发明公开了一种光学莫尔超晶格的制作方法和装置，利用两束非相干光双向共轴分波面干涉法设计超晶格结构，利用固体激光器、分束器、反射镜、分波面模板等器件搭建装置实现双向垂直偏振光束干涉场叠加制作光学莫尔超晶格结构，具有制作方法简单、装置容易调整的优点。

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种光学莫尔超晶格的制作方法及装置。

背景技术

光学莫尔超晶格是将两个或两个以上具有相同周期结构的亚晶格旋转一定角度叠加而成的，它具有单一亚晶格周期结构所不具备的新特性，比如丰富的物理平带、强场局域及拓扑特性等，开辟了光场空间调控的新研究领域，真正实现了一加一大于二的新愿景。丰富的物理平带极大拓展了其在慢光波导，低阈值纳米激光、高效太阳能电池、量子非线性等方面的应用。

目前，光学莫尔超晶格的研究尚处于初级阶段，理论设计和特性研究居多，相关的制作方法及装置比较少。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种光学莫尔超晶格的制作方法及装置。

具体方案如下：

光学莫尔超晶格的制作方法，包括如下步骤，

步骤一：产生线偏振光，并将线偏振光进行扩束；

步骤二：将扩束后的线偏振光分为第一光束和第二光束，同时第一光束偏转为第一水平光束，第二光束偏转为第二水平光束，所述第一水平光束和第二水平光束共轴且反向；

步骤三：将第一水平光束分成多个平行光束I，同时将第二水平光束分成多个平行光束II，多个平行光束I和多个光束II共轴且反向；

步骤四：以多个平行光束I和多个平行光束II共轴的中心轴线为中心，将多个平行光束I沿所述轴线的周向旋转任意角度α后，与多个平行光束II共同汇聚到光敏介质PSM的两相对侧面上，即获得光学莫尔超晶格结构；

或者将多个平行光束II沿所述轴线的周向旋转任意角度α后，与多个平行光束I共同汇聚到光敏介质PSM的两相对侧面上，即获得光学莫尔超晶格结构。

所述线偏振光由激光器产生，所述第一光束和第二光束之间的光程差大于激光器相干长度。

多个平行光束I对称汇聚于光敏介质PSM上，得到第一亚晶格结构，多个平行光束II对称汇聚于光敏介质PSM上，得到第二亚晶格结构，光敏介质PSM同时记录第一亚晶格结构和第二亚晶格结构即可获得光学莫尔超晶格结构。

一种光学莫尔超晶格制作装置，包括固体激光器、扩束系统、分束器、光束偏转系统、分束汇聚系统和光敏介质PSM，其中，

固体激光器的光路上固定有扩束系统，扩束系统的光路上固定有分束器，分束器将扩束后的线偏振光分为第一光束和第二光束；

第一光束的光路上和第二光束的光路上均固定有光束偏转系统，所述光束偏转系统分别将第一光束偏转为第一水平光束，所述光束偏转系统将第二光束偏转为第二水平光束；

所述第一水平光束的光路上和第二水平光束的光路上均固定有分束汇聚系统，第一水平光束通过分束汇聚系统汇聚到光敏介质PSM上，第二水平光束通过分束汇聚系统汇聚到光敏介质PSM上。

所述分束汇聚系统包括第一分束汇聚系统和第二分束汇聚系统，所述第一分束汇聚系统和第二分束汇聚系统对称固定在光敏介质PSM相对的两侧。

所述第一分束汇聚系统包括第一分波面板和第一透镜，所述第一分波面板和第一透镜依次固定在光敏介质PSM的一侧，所述第二分束汇聚系统包括第二分波面板和第二透镜，所述第二分波面板和第二透镜依次固定在光敏介质PSM的另一侧，所述第一透镜和第二透镜均为凸透镜，所述第一分波面板和第二分波面板为圆形面板，所述圆形面板上固定有旋转对称的通光孔。