渦旋陣列光場與啁啾光柵的制作
發(fā)布時(shí)間：2021-07-13 13:50
光學(xué)渦旋具有特殊相位分布、螺旋型的波前并攜帶軌道角動(dòng)量,使其在光學(xué)微操縱、光通信等眾多領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。渦旋陣列光場是指多個(gè)渦旋光束按不同排列方式形成的特定渦旋結(jié)構(gòu),陣列光場可以提供各種功能的光阱,渦旋陣列光場具有多個(gè)相位奇點(diǎn),不僅能增強(qiáng)信息傳輸容量,還能在光鑷中增加微粒捕獲和觀察的數(shù)量。渦旋光束應(yīng)用于光鑷不僅可以提高對微粒的俘獲效率,而且所攜帶的軌道角動(dòng)量可以傳遞給吸收性的微粒并驅(qū)動(dòng)微粒旋轉(zhuǎn),廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)以及原子物理等領(lǐng)域。啁啾光柵是指光柵周期不均勻的光柵,啁啾布拉格光柵有著高效頻譜響應(yīng)和很強(qiáng)的色散能力,在超短脈沖壓縮與展寬等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文主要的研究內(nèi)容如下:1.由多個(gè)單渦旋光束按不同排列方式生成多種渦旋陣列光場,呈線性排列分布、矩形排列、徑向排列分布。這種渦旋陣列光場的排列方式,陣列單元的數(shù)目,相鄰渦旋光束之間的距離、夾角,還有每個(gè)渦旋的坐標(biāo)位置和拓?fù)浜蓴?shù)都根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求靈活設(shè)計(jì),并通過實(shí)驗(yàn)獲得渦旋陣列光場,實(shí)驗(yàn)裝置簡單容易操作。2.利用對稱分布同一個(gè)圓上的六束平面波,初始相位構(gòu)成完整渦旋相位,整體渦旋相位取不同拓?fù)浜蓵r(shí),六束平面相干涉生成多種形式的...
【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同拓?fù)浜芍档臏u旋光束，(a)螺旋形波前；(b)相位；(c)光強(qiáng)
山東師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文51.3理論基礎(chǔ)1.3.1拉蓋爾高斯光束LG渦旋光束是比較常用的渦旋光束，LG光束表達(dá)式：22221222!122exp()exp()()!()()()()expexp(21)tan()2()lllppRRprrrLGLilplwzwzwzwzikrzziplzzzφπ=++++（1.2）式中z是傳播距離，p和l是徑向指數(shù)和拓?fù)浜蓴?shù)，r,φ,z是柱坐標(biāo)參數(shù)；0是束腰半徑，20()1()Rzwzwz=+是光斑大小參數(shù)；20Rwzπλ=是瑞利半徑；2kπλ=是波數(shù)；(21)tan1()Rzplz=++是古伊（gouy）相位。||與拉蓋爾多項(xiàng)式相關(guān)()(1)()lllplpldLxLxdx+=。圖1-2徑向指數(shù)p=0,拓?fù)浜蒷不同的0光束的光強(qiáng)和相位分布。(a)和(d)01；(b)和(e)02;(c)和(f)03。
6圖1-3拓?fù)浜蓴?shù)l=1,徑向指數(shù)不同的1光束的光強(qiáng)和相位分布。(a)和(d)1；(a)和(d)2；(a)和(d)3。在徑向指數(shù)P=0情況下，從圖1-2中看出，拓?fù)浜蓴?shù)l越大，中心暗斑越大，光束亮環(huán)半徑也越大。從圖1-3所示的LG渦旋光束光強(qiáng)分布看出，亮光環(huán)個(gè)數(shù)隨徑向指數(shù)p的增大而增多，11徑向指數(shù)為1有2個(gè)亮光環(huán)，12徑向指數(shù)為2有3個(gè)亮光環(huán)，13徑向指數(shù)為3有4個(gè)亮光環(huán)。當(dāng)徑向指數(shù)p相同時(shí)，拓?fù)浜蓴?shù)l越大，LG渦旋光束中心亮環(huán)直徑也越大。拓?fù)浜蓴?shù)l相同時(shí)，徑向指數(shù)p的越大，LG渦旋光束光環(huán)直徑越大，亮光環(huán)的個(gè)數(shù)也越多，光環(huán)的數(shù)量為P+1,光環(huán)的亮度越往外越暗；1.3.2完美渦旋渦旋光束暗中空的亮環(huán)半徑與拓?fù)浜蓴?shù)成正比，拓?fù)浜蓴?shù)越大亮環(huán)的半徑也越大，這個(gè)特性使得渦旋光束應(yīng)用光纖傳輸時(shí)，多個(gè)不同軌道角動(dòng)量耦合受到限制。為了克服傳統(tǒng)渦旋光束的限制，Ostrovsky等引入了完美渦旋的概念[60]，即渦旋光束亮環(huán)半徑不隨拓?fù)浜蓴?shù)變化而改變。Vaity等通過貝塞爾光束進(jìn)行傅里葉變換得到完美渦旋光束[61]。在柱坐標(biāo)系統(tǒng)(ρ,φ,z)，理想貝塞爾光束的光場表達(dá)式：(,,)()exp()lrzEρφz=Jkρilφ+ikz(1.3)其中第一類l階貝塞爾函數(shù)，l為渦旋光束的拓?fù)浜蓴?shù)，和分別為光束在徑向和傳播方向的波矢量分量,222rzkkkπλ=+=。山東師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文
本文編號：3282179
【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同拓?fù)浜芍档臏u旋光束，(a)螺旋形波前；(b)相位；(c)光強(qiáng)
山東師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文51.3理論基礎(chǔ)1.3.1拉蓋爾高斯光束LG渦旋光束是比較常用的渦旋光束，LG光束表達(dá)式：22221222!122exp()exp()()!()()()()expexp(21)tan()2()lllppRRprrrLGLilplwzwzwzwzikrzziplzzzφπ=++++（1.2）式中z是傳播距離，p和l是徑向指數(shù)和拓?fù)浜蓴?shù)，r,φ,z是柱坐標(biāo)參數(shù)；0是束腰半徑，20()1()Rzwzwz=+是光斑大小參數(shù)；20Rwzπλ=是瑞利半徑；2kπλ=是波數(shù)；(21)tan1()Rzplz=++是古伊（gouy）相位。||與拉蓋爾多項(xiàng)式相關(guān)()(1)()lllplpldLxLxdx+=。圖1-2徑向指數(shù)p=0,拓?fù)浜蒷不同的0光束的光強(qiáng)和相位分布。(a)和(d)01；(b)和(e)02;(c)和(f)03。
6圖1-3拓?fù)浜蓴?shù)l=1,徑向指數(shù)不同的1光束的光強(qiáng)和相位分布。(a)和(d)1；(a)和(d)2；(a)和(d)3。在徑向指數(shù)P=0情況下，從圖1-2中看出，拓?fù)浜蓴?shù)l越大，中心暗斑越大，光束亮環(huán)半徑也越大。從圖1-3所示的LG渦旋光束光強(qiáng)分布看出，亮光環(huán)個(gè)數(shù)隨徑向指數(shù)p的增大而增多，11徑向指數(shù)為1有2個(gè)亮光環(huán)，12徑向指數(shù)為2有3個(gè)亮光環(huán)，13徑向指數(shù)為3有4個(gè)亮光環(huán)。當(dāng)徑向指數(shù)p相同時(shí)，拓?fù)浜蓴?shù)l越大，LG渦旋光束中心亮環(huán)直徑也越大。拓?fù)浜蓴?shù)l相同時(shí)，徑向指數(shù)p的越大，LG渦旋光束光環(huán)直徑越大，亮光環(huán)的個(gè)數(shù)也越多，光環(huán)的數(shù)量為P+1,光環(huán)的亮度越往外越暗；1.3.2完美渦旋渦旋光束暗中空的亮環(huán)半徑與拓?fù)浜蓴?shù)成正比，拓?fù)浜蓴?shù)越大亮環(huán)的半徑也越大，這個(gè)特性使得渦旋光束應(yīng)用光纖傳輸時(shí)，多個(gè)不同軌道角動(dòng)量耦合受到限制。為了克服傳統(tǒng)渦旋光束的限制，Ostrovsky等引入了完美渦旋的概念[60]，即渦旋光束亮環(huán)半徑不隨拓?fù)浜蓴?shù)變化而改變。Vaity等通過貝塞爾光束進(jìn)行傅里葉變換得到完美渦旋光束[61]。在柱坐標(biāo)系統(tǒng)(ρ,φ,z)，理想貝塞爾光束的光場表達(dá)式：(,,)()exp()lrzEρφz=Jkρilφ+ikz(1.3)其中第一類l階貝塞爾函數(shù)，l為渦旋光束的拓?fù)浜蓴?shù)，和分別為光束在徑向和傳播方向的波矢量分量,222rzkkkπλ=+=。山東師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文
本文編號：3282179
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3282179.html
最近更新
教材專著
