CN119395875A 一种基于双超透镜的全光纤光束调制和收集系统及其设计方法 （天津医科大学）_第1页
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天津医科大学生物医学工程与技术学院一种基于双超透镜的全光纤光束调制和收种基于双超透镜的全光纤光束调制和收集系统束的无芯光纤以及两个具有不同功能的超透镜(超透镜1和超透镜2)。超透镜1置于单模光纤纤节扩束区的长度，并减少荧光在扩束区内的损镜的光纤光学系统设计提供了一种创新的解决22.根据权利要求1所述的一种基于双超透镜的全光纤光束调制和收集系统，其特征在3.根据权利要求1所述的一种基于双超透镜的全光纤光束调制和收集系统，其特征在4.根据权利要求1所述的一种基于双超透镜的全光纤光束调制和收集系统，其特征在经过无芯光纤扩束区传输到光斑尺寸达到超透镜2直径大小的距离，R为经过超透镜1聚焦5.根据权利要求1所述的一种基于双超透镜的全光纤光束调制和收集系统，其特征在3[0005]本发明的目的在于提供一种基于双超透镜的全光纤光束调制和收集系统及其设4介质纳米柱采用圆柱形的结构可以实现偏振无关的功能，避免了光纤中各种偏振态的干2为超透镜1的聚焦光斑经无芯光纤扩束到光斑尺寸达到超透镜2直径大小的传输距5[0025]2.荧光收集效率提高：通[0026]图1为本发明全光纤光束调制和收集系统的简化光路示意图。实线表示激发光的[0027]图2为本发明超透镜的结构组成示意图。超透镜由介质基底和周期性分布的介质[0028]图3为本发明实施例中超透镜1分别在激发光波长(λ1＝1060nm)和荧光波长(λ2=[0029]图4为本发明实施例中超透镜2分别在激发光波长(λ1＝1060nm)和荧光波长(λ2=[0036]激发光波长λ1＝1060nm的光束通过单模光纤传输至超透镜1，在无芯光纤扩束区6介质圆柱的高度H，为了在两个波长λ1＝1060nm和λ2＝548nm下实现至少为0～2π的相位覆构单元构建超透镜1。将优化得到的超透镜1导入物理仿真软件(例如Lumerical)中进行仿对高斯光束由超透镜1聚焦后经过扩束区发散一段距离后的相位分布进行负值处理，叠加[0042]其中为相位部分，w(z)为高斯光束在与光传输方向相垂直的固定一段距离z＝l2＝110μm的光斑半径w(z)与超透镜2尺寸匹配，以确保整个超透镜对光束进相位分布并根据此分布寻找实际相位与理想相位差最小的单元排布方式，通过多次迭代，可以找到匹配误差最小的结构单元构建超透镜，将优化得到的超透镜2导入物理仿真软件光收集效率为6.5显著高于传统空间复用单一超透镜的0.99提高了6.5倍

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