3D multi-focus array generated by programmable cooperative modulation

Xiang Zang

doi:10.1016/j.optlastec.2026.116151

3D multi-focus array generated by programmable cooperative modulation

2026-08-01

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DOI：10.1016/j.optlastec.2026.116151

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实现任意且独立可控的3D多焦点阵列仍是结构化光场工程中的重大挑战，尤其对于突发自聚焦光束而言。当前合成范式本质上受限于耦合的空域-振幅自由度，这限制了可编程排列、强度均匀性，从而在并行光学捕获和制造等复杂应用中的实际效用。本文通过引入广义啁啾艾里光束（GCABs）阵列和通用波前设计框架打破了这一范式。我们的核心创新是一种完全解耦的啁啾相位调制策略，首次将每个预期焦点的横向-纵向坐标及其相对振幅作为独立控制变量。该框架实现了对每个焦点的完全解耦3D控制：任意横向放置以定制2D图案、独立纵向调节以及可编程相对强度。实验上，我们演示了同时生成具有用户定义非对称2D布局和不同3D构型的多焦点，每个焦点均具有独立指定的强度，从而在多焦点工程中确立了确定性和前所未有的灵活性。常规多焦点技术所固有的空间约束现已解除，实现了3D焦点阵列的任意合成，并为并行光学操纵和双光子光刻加工带来了广阔的应用前景。

Keyword:

Generalized chirped Airy beams

3D multi-focus arrays

Wavefront-design framework

Chirp-phase modulation

3D multi-focus array generated by programmable cooperative modulation

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