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2025-01-10 17:03:03光纖光聲傳感器: 光纖光聲傳感器是一種結(jié)合光纖技術(shù)和光聲效應(yīng)的高靈敏度傳感器。它利用光纖傳輸光信號(hào)，當(dāng)光照射到物質(zhì)上產(chǎn)生光聲效應(yīng)時(shí)，通過(guò)光纖捕獲并傳輸這些聲波信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。光纖光聲傳感器具有遠(yuǎn)程測(cè)量、抗干擾能力強(qiáng)、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于氣體檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高精度、非接觸式的測(cè)量具有重要意義。

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光纖光聲傳感器問(wèn)答

2025-02-17 14:30:16多光譜光聲斷層掃描成像原理是什么？: 多光譜光聲斷層掃描成像：開創(chuàng)醫(yī)學(xué)影像的新篇章多光譜光聲斷層掃描成像（MSPAT）是一項(xiàng)革命性的成像技術(shù)，結(jié)合了光學(xué)和超聲波的優(yōu)勢(shì)，能夠提供高分辨率的圖像，且具有較高的深度穿透能力。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，MSPAT在醫(yī)學(xué)成像、癌癥檢測(cè)、腦部研究等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用潛力。本篇文章將深入探討多光譜光聲斷層掃描成像的原理、優(yōu)勢(shì)及其在臨床診斷中的應(yīng)用。光聲效應(yīng)與成像原理多光譜光聲斷層掃描成像的核心原理是基于光聲效應(yīng)。當(dāng)激光光源照射到組織中時(shí)，組織中的水分和血紅蛋白會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光，導(dǎo)致局部溫度升高并產(chǎn)生快速的熱膨脹。這個(gè)過(guò)程會(huì)激發(fā)聲波的產(chǎn)生，聲波的強(qiáng)度和頻率可以通過(guò)超聲探頭進(jìn)行探測(cè)，從而反映出組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分。多光譜光聲斷層掃描成像之所以能稱為“多光譜”，是因?yàn)樗褂昧瞬煌ㄩL(zhǎng)的激光源，從而可以獲得組織的不同光學(xué)特性。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，它能夠獲取更豐富的組織信息，識(shí)別不同的組織成分，如血管、腫瘤以及其他病變區(qū)域。多光譜光聲斷層掃描成像的優(yōu)勢(shì) 相比傳統(tǒng)的成像技術(shù)，如CT（計(jì)算機(jī)斷層掃描）和MRI（磁共振成像），多光譜光聲斷層掃描成像具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。MSPAT能夠以較高的分辨率提供結(jié)構(gòu)性圖像，這在微小病變的早期發(fā)現(xiàn)上至關(guān)重要。尤其是在腫瘤檢測(cè)方面，MSPAT能有效區(qū)分腫瘤組織和健康組織，有助于提高腫瘤早期篩查的準(zhǔn)確性。 MSPAT能夠在不使用放射線的情況下，獲得豐富的血管信息。傳統(tǒng)的成像技術(shù)需要注射對(duì)比劑來(lái)突出血管的顯現(xiàn)，而MSPAT則通過(guò)不同波長(zhǎng)的激光照射，可以無(wú)創(chuàng)性地提供關(guān)于血管的詳細(xì)信息，且能夠深入體內(nèi)組織層次，幫助醫(yī)生更好地評(píng)估腫瘤的血供狀況或病變的演變過(guò)程。臨床應(yīng)用前景在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，MSPAT已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，尤其在腫瘤檢測(cè)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷中。通過(guò)對(duì)腫瘤組織的精確成像，醫(yī)生可以更加準(zhǔn)確地評(píng)估腫瘤的大小、位置以及血供情況，從而為方案的制定提供重要依據(jù)。MSPAT也在腦血管病變、腦部腫瘤等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究中，幫助醫(yī)生獲取更加直觀的病變圖像，輔助早期診斷和治果評(píng)估。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，MSPAT的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)展。尤其是與人工智能結(jié)合的進(jìn)展，MSPAT的圖像分析將更加，能夠幫助醫(yī)生在極短的時(shí)間內(nèi)做出更加科學(xué)的診斷決策，極大地提高醫(yī)率和診斷準(zhǔn)確率。結(jié)論多光譜光聲斷層掃描成像作為一項(xiàng)創(chuàng)新的成像技術(shù)，憑借其高分辨率、無(wú)創(chuàng)性和多波長(zhǎng)成像的優(yōu)勢(shì)，正在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，MSPAT將在腫瘤篩查、腦部疾病診斷等方面展現(xiàn)出更加廣泛的應(yīng)用潛力，并有望成為未來(lái)醫(yī)學(xué)影像的主流技術(shù)之一。

2022-07-20 13:38:49光聲成像材料 | 腫瘤微環(huán)境激活的光聲成像顯影劑: 在生物成像和光診療學(xué)領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)調(diào)整以控制其光學(xué)性質(zhì)是探索新材料，發(fā)現(xiàn)新應(yīng)用的重要且常見方式。貴金屬就是其中較為主要的一類原料，但通常的貴金屬材料存在兩個(gè)明顯缺點(diǎn)：一、激發(fā)波長(zhǎng)通常落在可見光和近紅外一區(qū)（NIR-I，700 – 1000 nm），這使得成像的深度降低，同時(shí)無(wú)法與組織發(fā)生明顯的作用；二、該類材料通常不具備激活功能（即始終在線，Always-on），使得難以從成像中分辨目標(biāo)和其他無(wú)關(guān)組織，同時(shí)可能會(huì)存在未知副反應(yīng)。在這樣的背景下，作者Chunyu Zhou等人將目標(biāo)放在更高信噪比、更大成像深度的近紅外二區(qū)（NIR-II，1000 – 1700 nm），開發(fā)能夠?qū)δ[瘤微環(huán)境進(jìn)行響應(yīng)的貴金屬納米材料。該材料以金納米粒子（Gold nanoparticles，AuNPs）為主體（見圖1），在乙醇和水的混合體系中使其形成納米鏈（Nanochain）。之后引入Tetraethyl orthosilicate，（TEOS），水解后包裹金納米鏈，形成核鞘結(jié)構(gòu)（Core-sheath nanostructure，AuNCs@SiO2）。注射至小鼠體內(nèi)后，因腫瘤微環(huán)境（Tumor microenvironment，TME）中高H2O2水平觸發(fā)鄰近金納米顆粒在AuNCs@SiO2的有限局部空間內(nèi)融合，從而產(chǎn)生了具有強(qiáng)NIR-II吸收的串狀結(jié)構(gòu)。圖1：AuNCs@SiO2作用示意圖因AuNCs@SiO2具有TME激活特性，因此不容易受其他組織的影響，表現(xiàn)出優(yōu)異的光聲成像性能（圖2）。圖2：正常組織與腫瘤組織的超聲、光聲成像對(duì)比同時(shí)，AuNCs@SiO2在1064 nm處光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)82.2%（圖3），可導(dǎo)致癌細(xì)胞嚴(yán)重死亡，顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)（圖4、5、6）。圖3：AuNCs@SiO2與其他已報(bào)道的光熱治療試劑的轉(zhuǎn)換效率對(duì)比：1) AuNCs@SiO2; 2) Au3Cu@PEG TPNCs; 3) Au-wires-on-AuNR; 4) Pt Spiral; 5) Cu2MnS2 NPs; 6) Nb2C (Mxene); 7) Cu3BiS3 NRs; 8) L-Pdots; 9) TBDOPV-DT NPs; 10) SPN-DT圖4：注射PBS和AuNCs@SiO2的荷4T1瘤小鼠光熱紅外熱成像（1064 nm NIR-II激光，0.5 W/cm2）圖5：注射PBS和AuNCs@SiO2后，腫瘤部位溫度與照射時(shí)長(zhǎng)的變化趨勢(shì) 圖6：接受相應(yīng)治療后的小鼠腫瘤大小對(duì)比（I：PBS；II：AuNCs@SiO2；III：PBS+Laser；IV：AuNCs@SiO2+Laser）總結(jié)：作者成功合成出具有TME響應(yīng)的、同時(shí)具有光聲成像和光熱治療功能的二氧化硅包裹自組裝金納米鏈。通過(guò)TME中高濃度H2O2水，使金納米粒子表面檸檬酸氧化，進(jìn)而脫離納米粒子表面，導(dǎo)致金納米粒子融合，產(chǎn)生強(qiáng)NIR-II吸收。這一新型材料或許能夠?yàn)闇?zhǔn)確非侵入性診療打開新的大門。美國(guó)PhotoSound 小動(dòng)物3D光聲/熒光成像系統(tǒng) (PAFT) 美國(guó)PhotoSound小動(dòng)物全身3D光聲/熒光成像系統(tǒng)(PAFT)為小動(dòng)物活體成像和表征提供了完整的解決方案。該系統(tǒng)集成了三種互補(bǔ)的三維成像模式：光聲成像(PAT)、熒光成像(FMT)、生物發(fā)光成像(BLT)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物的3D光聲、3D熒光和3D生物發(fā)光成像,該系統(tǒng)可為生物組織提供高分辨率、高對(duì)比的解剖學(xué)成像效果。可實(shí)現(xiàn)近紅外一區(qū)和近紅外二區(qū)（670-2600 nm）小鼠全身3D光聲/熒光成像系統(tǒng)，采用OPO可調(diào)式激光器，提供670-2600 nm連續(xù)脈沖激光、完全3D光聲成像(具有100 um等向分辨率的完全三維成像，非切片疊加成像)、高通量 (256個(gè)電子通道)、靈敏度高(60 nM ICG )、桌面式設(shè)計(jì)，方便使用、成像速度快 (完成一次3D掃描需30秒)。往期回顧● 美國(guó)PhotoSound小動(dòng)物全身3D光聲/熒光成像系統(tǒng)● 小鼠解剖應(yīng)用筆記 —— 美國(guó)PhotoSound小動(dòng)物全身3D光聲/熒光成像系統(tǒng)● 光聲成像應(yīng)用 | 探尋動(dòng)脈粥樣硬化斑塊

2022-10-28 10:18:55光聲應(yīng)用 | 腎小管間質(zhì)纖維化診斷: 背景慢性腎病，以其高發(fā)生率和強(qiáng)大的潛伏性，已越來(lái)越成為一種常見的疾病。如果能夠及時(shí)地檢測(cè)到該疾病的發(fā)生進(jìn)程，將大大改善后續(xù)的醫(yī)療成效。在眾多病理特征中，腎小管間質(zhì)纖維化（Tubulointerstitial fibrosis）作為眾多腎臟疾病發(fā)展進(jìn)程中的常見中間體，是反映腎臟狀態(tài)的重要指標(biāo)。目前，臨床方法仍然只能做到減緩病程，并不能阻止或者扭轉(zhuǎn)疾病對(duì)于組織的破壞。因此，醫(yī)療和科研工作人員將注意力放在了疾病的早期階段——如果能在該階段確定病變，則有更大的幾率阻止疾病惡化。研究思路在此背景下，Dingyuan等人嘗試對(duì)腎小管間質(zhì)纖維化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。傳統(tǒng)的方法使用的腎活組織切片（Kidney biopsy）容易導(dǎo)致大量出血，因而作者更偏向于非接觸式檢測(cè)。而在該領(lǐng)域，通常選用CT、核磁共振等方式，但這些方式輻射風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大，因此作者選擇了光聲/熒光成像方式。而在顯影劑的選擇上，相對(duì)于無(wú)機(jī)材料，有機(jī)材料具有更好的生物降解能力、純度以及聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)（Aggregation-induced emission, AIE）——一種在溶液中分散時(shí)幾乎不發(fā)光，但在聚集狀態(tài)時(shí)發(fā)光大大增強(qiáng)的現(xiàn)象——因而被作者看中。同時(shí)，現(xiàn)有的大部分具有AIE的光聲顯影劑為疏水性材料，不利于均勻分散和體內(nèi)代謝，因此作者開發(fā)了一款水溶性AIE腎小管間質(zhì)纖維化檢測(cè)顯影劑。顯影劑設(shè)計(jì)及表征作者首先獲得的是AIE-4COOH分子——一個(gè)攜帶4個(gè)羧基的具有AIE效應(yīng)的分子。為了增加其水溶性，作者將4個(gè)羧基全部PEG化，成為AIE-4PEG550。AIE-4PEG550在DMSO/水體系中溶解良好，并能夠自組裝形成納米粒子（AIE-4PEG550 NPs，圖1）。表征結(jié)果顯示該粒子有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一、粒徑約26 nm，質(zhì)量約3.3 kDa，能夠有效通過(guò)腎臟的濾過(guò)作用（截留質(zhì)量通常為30-50 kDa）；二、光穩(wěn)定性好：在660 nm波長(zhǎng)持續(xù)照射30 min后，僅有微小強(qiáng)度下降，而作為對(duì)照的顯影劑ICG則已完全猝滅。在645 nm處具有強(qiáng)吸收峰，而發(fā)射峰則在893 nm。圖1 AIE-4PEG550納米粒子設(shè)計(jì)思路圖2 AIE-4PEG550 NPs的左）吸收、發(fā)射圖譜；右）粒徑檢測(cè)（溶液均為水）體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)體外實(shí)驗(yàn)著眼于該有機(jī)分子的生物兼容性。在0 – 100 μg/mL該分子溶液中孵育24 h后，HK-2細(xì)胞（Human kidney -2，人腎皮質(zhì)近曲小管上皮細(xì)胞）的存活率仍在95%以上（圖3）。圖3 在不同濃度AIE-4PEG550 NPs環(huán)境下孵育的HK-2細(xì)胞存活率在正常體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，作者同時(shí)進(jìn)行了熒光和光聲成像，相互驗(yàn)證了該顯影劑主要聚集于腎臟而非肝臟（圖4），隨著時(shí)間流逝，腎臟中的含量逐漸降低，膀胱中的含量逐漸增加，表明該顯影劑可由腎臟代謝，并由尿液排出。測(cè)得的24 h清除效率為93.1 ± 1.7%（圖5）。圖4 在注射顯影劑后，腎臟的熒光（A）和光聲（B）、膀胱的熒光（C）和光聲（D）隨時(shí)間的成像效果變化。在腎臟中，4 min達(dá)到頂峰，而在膀胱中，60 min達(dá)到頂峰。E和F分別為相應(yīng)的數(shù)值變化柱狀圖圖5 腎臟清除效率隨注射后時(shí)間變化曲線（每只小鼠200 μg劑量，n = 3）而在腎病模型小鼠上，同樣的劑量表現(xiàn)出截然不同的結(jié)果：直到180 min之前，腎臟中的顯影劑含量一直在增加，說(shuō)明腎臟代謝功能降低，本該代謝到膀胱的化合物積聚在腎臟中（圖6），這一現(xiàn)象也在相應(yīng)的熒光信號(hào)強(qiáng)度上有所驗(yàn)證（圖7）。通過(guò)這種區(qū)別，能夠較為直觀地評(píng)估腎臟代謝功能。圖6 在注射顯影劑后，腎臟的熒光（A）和光聲（B、C）、膀胱的熒光（D）和光聲（E、F）隨時(shí)間的成像效果變化。圖7 腎病模型小鼠注射顯影劑后180 min的熒光信號(hào)強(qiáng)度變化（紅：腎臟；藍(lán)：膀胱）小結(jié)作者設(shè)計(jì)并開發(fā)了一種新型熒光/光聲顯影劑，其優(yōu)點(diǎn)主要有：一、體積小，可通過(guò)腎臟過(guò)濾；二、腎臟清除效率較高；三、得益于AIE效應(yīng)，成像效果優(yōu)異；四、良好的生物兼容性；五、優(yōu)良的光穩(wěn)定性。在文獻(xiàn)中，作者將其應(yīng)用于非侵入式地診斷腎小管間質(zhì)纖維化情況，祝愿在不久的將來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)可以用于臨床，幫助醫(yī)生快速診斷腎臟功能，從而幫助患者更好地恢復(fù)。參考文獻(xiàn)[1] Yan, D., Li, T., Yang, Y., Niu, N., Wang, D., Ge, J., Wang, L., Zhang, R., Wang, D. and Tang, B.Z. (2022), A Water-soluble AIEgen for Noninvasive Diagnosis of Kidney Fibrosis via SWIR Fluorescence and Photoacoustic Imaging. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2206643. https://doi.org/10.1002/adma.202206643

2025-05-21 11:15:28半導(dǎo)體激光器怎么導(dǎo)入光纖: 半導(dǎo)體激光器怎么導(dǎo)入光纖：技術(shù)要點(diǎn)與應(yīng)用分析半導(dǎo)體激光器作為現(xiàn)代光通信、激光加工以及醫(yī)療設(shè)備中不可或缺的核心組件，其光輸出特性與光纖的匹配問(wèn)題成為影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一。如何高效地將半導(dǎo)體激光器的光束導(dǎo)入光纖，確保光能的大化傳輸，并減少損耗，是許多技術(shù)人員和工程師研究的。本文將深入探討半導(dǎo)體激光器導(dǎo)入光纖的關(guān)鍵技術(shù)，分析光耦合的原理、光纖的選擇以及在不同應(yīng)用中的實(shí)際挑戰(zhàn)與解決方案。半導(dǎo)體激光器與光纖的光耦合原理在進(jìn)行光耦合時(shí)，首先要理解半導(dǎo)體激光器的輸出光束和光纖的光學(xué)特性。半導(dǎo)體激光器輸出的光束具有較高的發(fā)散角，而光纖通常要求光束進(jìn)入的角度與光纖的核心區(qū)域完全對(duì)接。為了實(shí)現(xiàn)高效的耦合，必須考慮到兩個(gè)方面：光束的聚焦與光纖的接收能力。 1. 光束的聚焦半導(dǎo)體激光器輸出的光束通常呈現(xiàn)一定的發(fā)散度，因此需要使用光學(xué)透鏡系統(tǒng)進(jìn)行聚焦。這些透鏡可以有效地將激光器輸出的光束聚焦到光纖的輸入端口，從而減少光能在傳輸過(guò)程中的損耗。常見的聚焦方式有單透鏡聚焦和復(fù)合透鏡系統(tǒng)聚焦兩種方式，前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低，后者則適用于更高精度的光纖耦合。 2. 光纖的選擇光纖的選擇同樣是影響光耦合效率的重要因素。主要有單模光纖和多模光纖兩種類型。單模光纖能夠提供更低的損耗和更高的傳輸質(zhì)量，適用于長(zhǎng)距離光通信。而多模光纖則適合短距離應(yīng)用，其成本較低，且能夠支持較大的光斑面積。選擇合適的光纖不僅影響耦合效率，也決定了系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量與成本。光纖與半導(dǎo)體激光器的接駁技術(shù) 對(duì)于半導(dǎo)體激光器與光纖的接駁，常見的技術(shù)方法包括自由空間耦合和微型光學(xué)模塊耦合。 1. 自由空間耦合自由空間耦合技術(shù)采用透鏡或反射鏡將激光器輸出的光束導(dǎo)入光纖。該方法簡(jiǎn)單，且不需要復(fù)雜的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，但是要求激光器和光纖之間的空間距離和對(duì)準(zhǔn)精度較高，稍有偏差就可能導(dǎo)致光損失。 2. 微型光學(xué)模塊耦合隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，微型光學(xué)模塊成為了一種更精確的光耦合技術(shù)。這些模塊內(nèi)置了精密的光學(xué)元件，可以更地將激光輸出端和光纖接頭對(duì)準(zhǔn)，減小了光損耗并提高了傳輸效率。半導(dǎo)體激光器耦合光纖的應(yīng)用在實(shí)際應(yīng)用中，半導(dǎo)體激光器導(dǎo)入光纖的技術(shù)廣泛應(yīng)用于光通信、醫(yī)療激光、激光顯示和精密制造等領(lǐng)域。尤其在光纖通信中，半導(dǎo)體激光器與光纖的高效耦合直接關(guān)系到信號(hào)的質(zhì)量和傳輸距離；而在激光加工和醫(yī)療領(lǐng)域，精確的光束傳輸可以保證加工精度和治果。總結(jié) 半導(dǎo)體激光器與光纖的光耦合技術(shù)是光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，影響著系統(tǒng)的光效、穩(wěn)定性與成本。在實(shí)際操作中，合理的光纖選擇、精確的光束聚焦技術(shù)以及高效的光耦合方式是提高傳輸效率的關(guān)鍵因素。隨著光通信和激光技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)將會(huì)出現(xiàn)更多創(chuàng)新的解決方案，進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用。

2023-05-31 13:03:22客戶成就 |基于光纖的貝塞爾光發(fā)生器制作: 貝塞爾光束從其被發(fā)現(xiàn)開始，由于其比光學(xué)中典型的高斯光束具有特殊的優(yōu)勢(shì)，擁有獨(dú)特的無(wú)衍射和自恢復(fù)特性，引起了科學(xué)界極大的興趣。這些特性也就意味著光束在被物體部分阻擋后可進(jìn)行自我重建。由于這些獨(dú)特性，貝塞爾光束在光學(xué)鑷子、顯微鏡、光譜學(xué)和通信應(yīng)用方面有很大的潛力。然而由于其依賴于空間光元件，并且在滿足定制光束參數(shù)的需要方面受到限制，因此在實(shí)際的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中要產(chǎn)生貝塞爾光束是十分具有挑戰(zhàn)性的。如今，借助于Nanoscribe的雙光子聚合技術(shù)可直接在光纖上打印新型光子結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)生零階和渦流貝塞爾光束。在光纖上打印微納光子結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生零階和渦旋貝塞爾光束貝塞爾光束的特殊性使其成為各種光學(xué)應(yīng)用（例如通信、光誘捕和成像等）最佳選擇。如果你看到貝塞爾光束的橫截面，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一組同心圓或圓環(huán)，與典型的高斯光束相比，光束的最內(nèi)圈可以在更長(zhǎng)的延伸范圍內(nèi)保持聚焦。即使貝塞爾光束被一個(gè)物體部分阻擋，光束在穿過(guò)該物體后能夠進(jìn)行自我重建。然而，要將圓形光束轉(zhuǎn)化為若干環(huán)形，需要特殊的光學(xué)器件，如錐狀折射材料axicon或全息光束整形方法。為了克服這些方法所需的空間光元件的限制，基于光纖的貝塞爾光束發(fā)生器應(yīng)運(yùn)而生。但是，當(dāng)涉及到調(diào)整光束參數(shù)時(shí)，這些基于光纖的解決方案卻是有限的，并且只提供零階貝塞爾光束的生成。來(lái)自沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種新的方法來(lái)制造一個(gè)由堆疊的微光元件組成的光子結(jié)構(gòu)。他們將該結(jié)構(gòu)直接3D打印在光纖面上，以實(shí)現(xiàn)從光纖生成零階和渦流貝塞爾光束。基于光纖的貝塞爾光束發(fā)生器的設(shè)計(jì)由三個(gè)元素組成，用于對(duì)齊單模光纖輸出的高斯樣光束，并將其轉(zhuǎn)化為貝塞爾光束。這些微光學(xué)元件是使用Nanoscribe的2PP打印技術(shù)在光纖面上一次性3D打印出來(lái)的。圖片來(lái)自于：KAUST新型解決方案-光纖上打印3D結(jié)構(gòu)科學(xué)家們使用雙光子聚合高分辨率三維打印技術(shù)，為從光纖中直接產(chǎn)生零階和高階貝塞爾光束，并與光纖的核心對(duì)齊提供了有效的解決方案并。同時(shí)，Nanoscribe的IP-Dip光刻膠提供了生產(chǎn)光子晶體光纖設(shè)計(jì)所需的高空間分辨率，以便操縱光束。全新微納加工方案使得打印的微光學(xué)元件具有較低的表面粗糙度。三維打印的微光學(xué)元件顯示了光束轉(zhuǎn)換的高效率和低傳輸損耗?；?PP原理三維打印技術(shù)能夠打印先進(jìn)的任意形狀的復(fù)雜3D微光學(xué)元件，如貝塞爾光束發(fā)生器。該基于光纖的光子結(jié)構(gòu)由三個(gè)微光學(xué)元件組成，它們相互對(duì)準(zhǔn)并與底層光纖面相連接，并可實(shí)現(xiàn)單個(gè)元件的無(wú)縫集成。2PP技術(shù)可實(shí)現(xiàn)按需定制光學(xué)參數(shù)來(lái)調(diào)整光子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，這種復(fù)合光子結(jié)構(gòu)的快速原型設(shè)計(jì)使得在根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行改變?cè)O(shè)計(jì)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)快速的設(shè)計(jì)迭代周期。得益于2PP三維打印技術(shù)的靈活性，定制打印的貝塞爾光束發(fā)生器可以應(yīng)用于內(nèi)窺鏡，光學(xué)相干斷層掃描、基于光纖的光學(xué)捕集和微操縱等領(lǐng)域。SEM特寫圖顯示了基于光纖的3D打印貝塞爾光束發(fā)生器，該結(jié)構(gòu)帶有螺旋相位板的光子晶體設(shè)計(jì)和帶有支撐結(jié)構(gòu)的微透鏡。靈感來(lái)自于KAUST的設(shè)計(jì)。由Nanoscribe制作A2PL技術(shù)實(shí)現(xiàn)納米精度三維對(duì)準(zhǔn)在光纖上打印光子結(jié)構(gòu)來(lái)生成貝塞爾光束需要打印精確對(duì)準(zhǔn)光纖光軸的微光學(xué)元件。新一代的Quantum X對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以比其他Nanoscribe基于2PP技術(shù)的3D打印系統(tǒng)在達(dá)到更高形狀精度的同時(shí)，更快、更簡(jiǎn)便、更精確地完成這項(xiàng)任務(wù)。這是因?yàn)镼uantum X align是基于最先進(jìn)的平臺(tái)，并具有專利的對(duì)準(zhǔn)雙光子光刻技術(shù)A2PL?。因此，優(yōu)化的硬件和軟件使得在光纖上以亞微米的精度打印復(fù)雜的3D微光學(xué)元件成為了可能。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)-生物和環(huán)境科學(xué)工程系阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)-計(jì)算機(jī)，電氣和數(shù)學(xué)科學(xué)與工程系原文文獻(xiàn)3D-printed fiber-based zeroth- and high-order Bessel beam generator https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-9-6-645&id=476826