偏振作为光束的一个重要特征，对光与物质相互作用过程有着极大的影响。在诸如线偏振光、圆偏振光以及椭圆偏振光等在横截面上偏振分布均匀的光束已经得到了广泛的研究。近年来，研究人员将目光转向光束横截面上偏振分布不均匀的矢量光场。由于矢量光场在紧聚焦后可以产生低于衍射极限的光斑、光链以及光学囚笼等特殊现象引起了大家广泛的兴趣。随着研究人员对矢量光束的深入研究，完美矢量光应运而生。完美矢量光束是一种光斑半径与拓扑荷数无关的光束。单个的完美矢量光以及完美矢量光阵列可以通过利用几何相位以及液晶空间光调制器等产生。作为一种高效的手段，飞秒激光加工也可以用来产生完美矢量光束。除此之外，整数、分数、椭圆以及其他形状的一些完美矢量光束也得到了深入研究。然而，由于技术和仪器的使用波长限制 ，完美矢量光的产生波段主要集中在可见光波段。

在此，我们利用KDP晶体和LiNbO3晶体的非线性频率转换实现了拓扑荷数为1，2，3完美矢量光束在紫外波段的产生，并从理论和实验上对产生的紫外矢量光束的矢量特性进行验证。如图一所示，其中第一、三行分别表示拓扑荷数为1和2的完美矢量光束经过相对于水平方向偏转角度为30°, 60°, 90°, 120°，150°的格兰泰勒棱镜后的理论结果。对应的实验结果如图一中二、四行所示。结果进一步证明产生的完美矢量光束的半径与拓扑荷数无关。此外，我们测量了产生的完美矢量光的功率随着拓扑荷数的变化趋势。我们希望该方法能够为深紫外波段的完美矢量光束的产生提供一种更为简便的方法，并期望该光束可以进一步应用在光操纵领域。

图1 第一、三行分别表示拓扑荷数为 1，2的完美矢量光场经过偏转角度为30°, 60°, 90°, 120°，150˚的格兰泰勒棱镜后的光强分布图的理论结果，对应的实验结果为第二、四行。右下角箭头方向表示格兰泰勒棱镜相对于水平方向的偏转方向。

该成果发表在" Hui Li, Haigang Liu, Yangfeifei Yang, Ruifeng Lu and Xianfeng Chen. Nonlinear Generation of Perfect Vector Beams in Ultraviolet Wavebands. Chinese Physics Letters 39, 034201 (2022)”。

原文链接：http://cpl.iphy.ac.cn/10.1088/0256-307X/39/3/034201