光纤端面上的创新：超高数值孔径氧化石墨烯平面透镜
近日，一项具有重大突破的科研成果引起了广泛关注。上海交通大学的研究团队成功在光纤端面上原位制造出了超高数值孔径氧化石墨烯平面透镜。
在当今科技高速发展的时代，高数值孔径光纤透镜在成像、集成光子器件和医学光学等众多领域都起着至关重要的作用。然而，传统的设计和制造方法面临着诸多挑战。现有平面透镜往往存在数值孔径低、可集成性差等问题，极大地限制了其在实际应用中的表现。
上海交通大学的研究团队采用了创新的制造方案，通过飞秒激光还原氧化石墨烯薄膜，利用还原氧化石墨烯和氧化石墨烯之间的折射率差来调制入射光，成功产生了亚波长焦斑。具体的制备过程中，他们首先使用真空过滤法制备氧化石墨烯薄膜，然后借助飞秒激光加工设备直写系统将其还原为还原氧化石墨烯并制造透镜。同时，通过精确控制激光参数，选择合适的还原氧化石墨石墨烯区线宽，确保了透镜的性能。
经过严格的性能表征，该光纤氧化石墨烯透镜展现出了卓越的特性。实验测量的焦距与理论计算结果高度吻合，焦斑半最大全宽测量仅为582纳米，数值孔径高达0.89，近衍射极限焦斑也得到了实验的有力证实。此外，该透镜的插入损耗仅为2.1分贝，并且在室温下储存六个月后，焦距仅变化0.3%，数值孔径保持不变，显示出了极高的稳定性。
这种厚度仅为400纳米的光纤氧化石墨烯透镜，在850纳米下工作时能够产生近衍射极限焦斑，数值孔径达0.89，插入损耗低。它的出现为超分辨率成像、医用光镊、内窥镜和集成光子芯片等领域带来了新的机遇和广阔的应用潜力。
相信在未来，随着这项技术的不断发展和完善，它将在更多领域发挥重要作用，为推动科技进步和改善人们的生活做出更大的贡献。
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2026-02-12
