【摘要】：具有超衍射極限尺寸的空間結(jié)構(gòu)光在遠(yuǎn)場(chǎng)超分辨成像、光鑷、微納米加工等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用.本文基于偏振光的相位調(diào)制原理,結(jié)合光學(xué)實(shí)驗(yàn)與光場(chǎng)數(shù)值模擬開展了在空間生成具有超衍射極限尺寸的空間結(jié)構(gòu)光的研究.首先設(shè)計(jì)了一種兼?zhèn)鋱A形π與渦旋形2π相位板特點(diǎn)的新型相位板,并且實(shí)驗(yàn)觀察到了高數(shù)值孔徑系統(tǒng)中新型相位板調(diào)制圓偏振高斯光的焦點(diǎn)處的空間結(jié)構(gòu)光形貌.隨后通過(guò)結(jié)合矢量衍射積分理論的數(shù)值模擬,得出了一種具有超衍射極限尺寸、且同時(shí)呈現(xiàn)中心對(duì)稱與軸對(duì)稱的空間結(jié)構(gòu)光.最后,本文詳細(xì)討論分析了新型相位板調(diào)制圓偏振光、線偏振光、徑向偏振光以及角向偏振光所獲得的空間結(jié)構(gòu)光分布特點(diǎn).結(jié)果顯示,圓、線、徑向與角向偏振條件下得到的空間結(jié)構(gòu)光橫向最小暗斑的半高全寬分別為0.31λ,0.32λ,0.24λ和0.36λ;在光軸上,線、徑向與角向偏振光情況下的中心暗斑的半高全寬分別為0.8λ,0.78λ,0.76λ,而圓偏振光在軸向方向沒有電矢量分布.
[Abstract]:Spatial structure light with super diffraction limit size has important applications in far-field super-resolution imaging, optical tweezers, micro-nano processing and other fields. Based on the principle of phase modulation of polarized light, combined with optical experiments and numerical simulation of light field, the generation of spatial structure light with super diffraction limit size in space is studied in this paper. Firstly, a new phase plate with the characteristics of circular 蟺 and vortex 2 蟺 phase plate is designed, and the spatial structure light morphology of the focus of circular polarized Gaussian light is observed by experiments. Then through the numerical simulation of vector diffraction integral theory, a spatial structure light with super diffraction limit size and central symmetry and axisymmetric is obtained. Finally, the optical distribution characteristics of spatial structure obtained by adjusting circular polarized light, linear polarized light, radial polarized light and angular polarized light by a new type of phase plate are discussed and analyzed in detail. The results show that the half height full width of the minimum transverse dark spot of spatial structure under the condition of circular, linear, radial and angular polarization is 0.31 位, 0.32 位, 0.24 位 and 0.36 位, respectively. On the optical axis, the half height full width of the central dark spot in the case of linear, radial and angular polarized light is 0.8 位, 0.78 位 and 0.76 位, respectively, while the circular polarized light has no electric vector distribution in the axial direction.
【作者單位】： 西北大學(xué)光子學(xué)與光子技術(shù)研究所國(guó)家光電技術(shù)與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地陜西光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家光電技術(shù)與納米功能材料和應(yīng)用國(guó)際研究中心;西安工業(yè)大學(xué)光電學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):11504294);國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):61378083);國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):91123030) 科技部中美合作項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):2011DFA12220) 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃青年人才項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):2016JQ1030) 陜西省自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):14JS106,2013SZS03-Z01)資助的課題~~
【分類號(hào)】：O436

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本文編號(hào)：2478065