自1979年艾里光束首次被提出至今,由于其具有自修復(fù)、自彎曲、無衍射三大光學(xué)奇異特性,引起了眾多研究學(xué)者的高度關(guān)注。該光束在超分辨成像、微粒操縱、光子彈以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。渦旋光束具有螺旋形的相位波前,渦旋中心是一個(gè)暗核,該位置的光強(qiáng)為零。渦旋光束攜帶軌道角動(dòng)量,基于這一特性,渦旋光束可應(yīng)用于光通信、微粒旋轉(zhuǎn)、信息編碼等領(lǐng)域。艾里光束與渦旋光束都有其奇異的光學(xué)性質(zhì),本文提出一種具有自聚焦特性并且攜帶軌道角動(dòng)量的環(huán)形陣列艾里渦旋光束。在激光醫(yī)療上,傳統(tǒng)的光鑷技術(shù)將普通的高斯光束進(jìn)行高度聚焦,具有非接觸、無機(jī)械損傷等優(yōu)點(diǎn)。但是高斯光束在聚焦過程中會(huì)對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生熱損傷,因此到達(dá)病變細(xì)胞前,需要保持低能量傳播。而由環(huán)形陣列艾里渦旋光束形成的自聚焦光束在聚焦前維持在一個(gè)比較低的光強(qiáng)值,到達(dá)聚焦的位置后,其光強(qiáng)迅速增大�；谶@種性質(zhì),該光束在激光醫(yī)學(xué)治療、激光燒灼等領(lǐng)域具有重要的意義。本文的主要研究工作如下:首先,分別研究艾里光束和渦旋光束理論,并研究各自的光學(xué)奇異特性。然后,將多個(gè)二維艾里光束進(jìn)行環(huán)形分布排列,形成環(huán)形艾里光束陣列,由于組成該陣列的每個(gè)艾里光束均具有自彎曲特性...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1一維無限能量艾里光束(a)無限能量艾里光束傳輸模擬圖；(b)無限能量艾里光束光強(qiáng)曲線分布圖

2艾里光束的基本理論及其性質(zhì)論6其中，為電場包絡(luò)；0s=x/x為無量綱的橫向坐標(biāo)；0x是任意的橫向尺度；20=z/Kx為歸一化的傳輸距離；0K=2πn/代表光波的波數(shù)。傍軸波動(dòng)方程與Schrdinger方程在形式上十分相似，因此在理論上，方程(2.3)也有如下的艾里波包解[2]：....

圖2.2不同衰減系數(shù)情況下一維有限能量艾里光束的傳播模擬圖

2艾里光束的基本理論及其性質(zhì)論7(s,=0)=Ai(s)exp(s)(2.6)其中，為衰減系數(shù)，且滿足0＜1，在上述限制條件下求解，得到一維有限能量的艾里波包解，其表達(dá)式如下[2]：2322(,)[()]exp()221222iiissAisis=+++(2.7)根據(jù)式(2.7)....

圖2.3二維艾里光束(a)無限能量二維艾里光束(=0)；(b)有限能量二維艾里光(=0.05)

2艾里光束的基本理論及其性質(zhì)論9圖2.3二維艾里光束(a)無限能量二維艾里光束(=0)；(b)有限能量二維艾里光(=0.05)圖2.4(a)-(c)展示的是加入衰減因子=0.05的有限能量艾里光束傳播位置分別在=048、、時(shí)的光場分布，從圖中我們可以看到：二維艾里光束在Sx-Sy....

圖2.4有限能量二維艾里光束傳播圖(=0.05)

2艾里光束的基本理論及其性質(zhì)論9圖2.3二維艾里光束(a)無限能量二維艾里光束(=0)；(b)有限能量二維艾里光(=0.05)圖2.4(a)-(c)展示的是加入衰減因子=0.05的有限能量艾里光束傳播位置分別在=048、、時(shí)的光場分布，從圖中我們可以看到：二維艾里光束在Sx-Sy....

本文編號(hào)：3919441