【资讯】基于光栅透镜的超构光纤

莱布尼兹光子技术研究所 Markus A. Schmidt 团队提出了一种新型超构光纤（metafiber）。该器件通过直接集成在光纤端面的紧凑型三维纳米打印全息光栅透镜，可在 1260–1650 nm 电信波段实现对单模光纤基模的角度选择性耦合。该方案结合了二元相位光栅与定制化的 kinoform 型聚焦相位分布，并将光收集区域与光纤纤芯尺寸解耦，从而显著提高耦合效率，同时有效抑制零级衍射光。在较大的衍射角 40°–60° 下，器件实现了 10%–20% 的高耦合效率，零级衍射抑制倍数最高可达 20，性能优于此前针对大入射角光耦合的相关方案。

研究成果于 2026 年 6 月 17 日以“Grating-Lens Empowered Metafiber for Large-Angle Light Collection With 3D Nanoprinted Structures”为题发表于《Laser & Photonics Reviews》。

图1：利用3D纳米打印光栅透镜实现角度选择性光耦合到光纤模式

图2：演示零级衍射抑制特性的二元相位光栅

图3：光栅透镜结构的设计与实验验证

图4：商用单模光纤端面上三维纳米打印光栅透镜结构的扫描电子显微镜（SEM）图像

图5：四种不同入射波长  下，随入射角变化的（a）平面波零级衍射抑制因子与（b）条件光束耦合效率分布

解析建模、数值模拟及自动化光学表征共同验证了上述结果。该研究为量子发射体收集、角度解复用和光纤上实验室（lab-on-fiber）技术中的可重构光纤系统开辟了新途径。

参考文献： 中国光学期刊网

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