作為具有螺旋形相位、攜帶有軌道角動(dòng)量的結(jié)構(gòu)光束,渦旋光的多普勒效應(yīng)與經(jīng)典平面波束多普勒效應(yīng)相比,多出了垂直于光束截面內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的頻移分量。建立速度-坡印廷矢量模型和相位調(diào)制模型來研究渦旋光的線性與旋轉(zhuǎn)多普勒效應(yīng),得出了復(fù)合運(yùn)動(dòng)下渦旋光多普勒頻移的產(chǎn)生規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)旋轉(zhuǎn)柱體這一典型的空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo),采用兩種模型分別對(duì)其表面產(chǎn)生的多普勒頻移進(jìn)行分析,得到的相同結(jié)果證明了理論分析方法的正確性。揭示渦旋光探測(cè)旋轉(zhuǎn)柱體的頻移分布規(guī)律,并探究了不同渦旋光半徑和不同柱體尺寸對(duì)探測(cè)結(jié)果的影響。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(20)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

微小散射體的運(yùn)動(dòng)分解與投影示意圖。

式中:隨時(shí)間變化的相位ψ(t)=2kz(t)+Φ[r⊥(t)];I0為散射光的光場(chǎng)強(qiáng)度。將物體表面回波的相位對(duì)時(shí)間進(jìn)行求導(dǎo),可得到波束振動(dòng)的空間相位角頻率為

圖3(a)是渦旋光正入射旋轉(zhuǎn)柱體的主視圖(沿著渦旋光傳播方向的截面圖),β表示xoy平面內(nèi)散射點(diǎn)位置與x軸之間的夾角。圖3(c)是渦旋光正入射旋轉(zhuǎn)柱體的側(cè)視圖,γ表示zoy平面內(nèi)原點(diǎn)與散射點(diǎn)位置連線與z軸負(fù)方向之間的夾角。通過γ和β,便可以確定散射點(diǎn)在柱面上的位置,在同一空間坐標(biāo)系下,sin β=Rsin γ/r,其中R表示旋轉(zhuǎn)柱體半徑。采用速度-波矢模型分析,旋轉(zhuǎn)柱體表面任意微小散射體沿渦旋光束圓周方向的速度可表示為v⊥t=ΩRcos γcos β。沿渦旋光束傳播方向的速度可表示為v‖=ΩRsin γ。結(jié)合γ和β之間的關(guān)系,將兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度代入(2)式,可得最終渦旋光產(chǎn)生的多普勒頻移大小為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3018936