徑向偏振光束偏振分布的旋轉(zhuǎn)對稱性,使其在激光加工、光學顯微、粒子捕獲、等離激元、激光加速等應用領域具有獨特的優(yōu)勢。本文針對矢量偏振諧振腔產(chǎn)生高功率徑向偏振光進行了理論和試驗研究。主要的研究內(nèi)容如下:(1)研究了矢量偏振光學的數(shù)值計算理論,包括偏振光學的矩陣理論(瓊斯矢量、瓊斯矩陣、斯托克斯參數(shù)、米勒矩陣等)、矢量偏振光束的表征以及矢量光場的衍射積分理論,為偏振光學及偏振敏感諧振腔的數(shù)值計算打下了理論基礎。(2)研究了偏振敏感諧振腔本征模式的計算方法�；诃偹故噶坷碚�,提出了用于偏振敏感諧振腔本征模式計算的矢量Fox-Li迭代法和矢量特征向量法。與矢量Fox-Li迭代法相比,矢量特征向量法可以一次求解偏振敏感諧振腔內(nèi)的多個本征模式,包括標量模式和矢量模式。(3)研究了球面矢量偏振諧振腔的模式特性。采用矢量特征向量法研究了球面矢量偏振諧振腔的偏振參數(shù)、菲涅爾數(shù)和幾何參數(shù)對腔內(nèi)模式選擇和模場分布的影響。得出了要在球面矢量偏振半共焦腔內(nèi)獲得最低階矢量偏振模式,需要偏振器件的TM和TE偏振反射系數(shù)差大于0.0225、諧振腔的菲涅爾數(shù)取值在2².5范圍的結論。然后,設計了矢量...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-2相干疊加得到(a)角向或(b)徑向偏振光的原理圖

(a)(b)圖1-1零階矢量拉蓋爾高斯光束：(a)角向偏振模式，(b)徑向偏振模式作特殊說明，本論文中所提到的徑向和角向偏振模式特指零階徑向如圖1-1所示，徑向和角向偏振模式的偏振分布均具有旋轉(zhuǎn)對稱性在偏振“奇點”[1]，徑向和角向偏振模式表現(xiàn)為中心光強為零的“環(huán)狀式(....

圖1-4碳鋼對TE偏振和TM偏振CO2激光的吸收率與入射角的關系曲線

圖1-3半波片實現(xiàn)徑向偏振和角向偏振轉(zhuǎn)換的原理圖偏振光的應用束偏振分布的旋轉(zhuǎn)對稱性，使其在激光加工、光學加速等應用領域具有獨特的優(yōu)勢，下面將分別進行接等激光加工領域，材料對激光的吸收率對激光加工來說，特定的材料對激光的吸收率主要與激光波長圖1-4所示，為碳鋼對TE偏振....

圖1-6不同偏振態(tài)飛秒激光在硅表面形成的微結構：(a)線偏光，(b)徑向偏振光，(c)角向偏振光徑向偏振光具有旋轉(zhuǎn)對稱的偏振分布，在強聚焦時表現(xiàn)出與普通的線偏光或圓偏

2m/min3m/min4m/min8m/min14m/min18m/min圖1-5不同焊接速度下，不同偏振光的焊接質(zhì)量在微納制造領域，徑向偏振光還被用于條紋微結構的加工。采鎳、銀、硅等材料時，由于材料對飛秒徑向偏振光的不均勻吸會在材料表面形成相應的微結構[10-....

圖1-7光場強聚焦光線追蹤模型，(a)線偏振光，(b)徑向偏振光徑向偏振光的強聚焦特性還可以用于高分辨光學成像，如共焦光學顯微鏡、雙光

所以經(jīng)大數(shù)值孔徑透鏡聚焦后，在平行于光軸的任意平面內(nèi)，會形成較強的縱向場分布，如圖1-7(b)所示。隨后，R.Dorn等人通過實驗證明，徑向偏振光經(jīng)大數(shù)值孔徑聚焦系統(tǒng)的強聚焦后，可以突破傳統(tǒng)光學的衍射極限[15]，得到的聚焦光斑尺寸可以達到20.161，而線偏振光在相同條....

本文編號：3894484