Talbot效应是周期性结构在光传播距离为d^2/λ的平面上进行周期性的衍射自成像。  d是结构周期，λ是入射光的波长。作为一种重要的衍射现象，它已被广泛应用于阵列光源、表面等离子体、信息编码和光刻等领域。非线性Talbot效应相较于线性光学中Talbot效应具有更短的波长即相当于拥有更低的衍射极限和更高的分辨率，并且非线性谐波具有更高的相干性，这些特性都有利于Talbot效应的产生和运用。然而，在以往的研究中，由于NPC固有的局限性，NPC产生的非线性Talbot效应具有不可改变的SH强度模式和较低的转换效率，这些大大增加了实验的成本和复杂性。

在本文中，我们提出了一种利用结构光实现非线性Talbot效应动态操纵的新方案。这种结构来自基频光的空间相位分布。利用商用可重写空间光调制器（SLM）对基频光的空间相位分布进行调制是一种更为灵活的方法。

我们首先研究了一维调控基频光相位的非线性Talbot效应。相位调制周期为98 μm，对相位进行0和π/4周期性交替调控并且选取了占空比为30%和50%的情形。其仿真和实验结果如图1所示，在图1中展现了不同平面下的仿真和实验Talbot成像结果。

为了进一步体现结果光方法的灵活性，我们研究了二次谐波Talbot效应。基频光的相位进行0，π/4的周期性调控，并且相位在x，y方向的调制周期和占空比分别都为98 μm和30%。相位调控图和各成像平面的仿真与实验结果图如图2所示。

图 1 调控占空比为30%的不同成像平面下的仿真：(a) - (e) 和实验：(f) - (j)；调控占空比为50%的不同成像平面下的仿真：(k) - (o) 和实验：(p) - (t)

图 2 二维非线性Talbot效应; (a) FW调制模式；仿真：(b) - (e) 和实验：(f) - (i)

该成果发表在“Lin Li, Haigang Liu, and Xianfeng Chen, Dynamic manipulation of nonlinear Talbot effect with structured light, Optics Letters, 46(6), 1281-1284 (2021)”

论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.416988