全光纤方案：光子晶体光纤产生超连续贝塞尔光束

"该文提出了一种通过非线性光子晶体光纤直接产生超连续贝塞尔光束的新方法，利用光纤熔接机在光纤末端制造微小塌陷，随后将飞秒激光注入，通过模式耦合和相干叠加，形成宽带的贝塞尔光束。这种方法实现了全光纤系统，无需额外的光学组件，且输出的光束在米级距离内具有高度准直和无衍射特性。实验验证了光束的无衍射性和自恢复性贯穿整个超连续光谱范围。" 本文关注的是光子晶体光纤在产生特殊光学现象方面的应用，特别是如何利用非线性效应产生超连续谱的贝塞尔光束。贝塞尔光束是一种特殊的光束类型，其特点是具有非常稳定的传播特性，在传播过程中几乎不扩散，这一特性使其在光学、激光技术和生物医学等领域有广泛应用。 文章中提到的光子晶体光纤是一种具有周期性结构的光纤，其内部结构允许特定波长的光在其中高效传输，并在特定条件下产生非线性效应。非线性效应是由于光强的变化导致介质折射率的变化，进而引起光频的改变。在这个实验中，高非线性光子晶体光纤被用来将飞秒激光转换成超连续光谱，这是通过非线性过程如四波混频和受激布里渊散射等实现的。 光纤末端的塌陷区域起到了模式转换器的作用，它促使不同频率的光在光纤中耦合，产生宽谱的贝塞尔光束。这种塌陷是通过光纤熔接机实现的，这是一种精密的设备，能够精确控制光纤的形状和尺寸。通过这种方式，光束在离开光纤后仍然保持其贝塞尔特性，即高度准直和无衍射性，这对于远距离传输和聚焦非常重要。 实验结果表明，这种全光纤方案成功地生成了在整个超连续光谱范围内都具有贝塞尔光束特性的光束。这意味着从紫外到红外的宽光谱范围内，光束都能保持其独特的自恢复能力，即使经过障碍物也能自我重构，这对于光束传播和操控具有重大意义。 这项工作展示了非线性光子晶体光纤在产生超连续贝塞尔光束方面的潜力，为全光纤系统提供了新的设计思路，并且验证了光束的优异传播特性。这一成果对于未来光学通信、激光加工、光学成像以及生物医学成像等领域的技术发展具有重要的理论和实践价值。