發(fā)布時間：2024-12-22 04:38

　　偏振是光的一個重要性質(zhì)。光的這種矢量性質(zhì)及其與物質(zhì)的相互作用可以產(chǎn)生許多奇特的光學(xué)現(xiàn)象。近年來,柱矢量(cylindrical vector,CV)光束因其獨(dú)特的偏振和聚焦特性,在高分辨成像、光學(xué)存儲、納米光刻、光學(xué)捕獲、粒子加速等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。因此,探究與調(diào)控CV光束的緊聚焦特性是一項重要的課題。本文基于Richards-Wolf矢量衍射理論,結(jié)合螺旋相位對光束的波前調(diào)制,系統(tǒng)的研究了CV光束的緊聚焦特性及粒子在緊聚焦光場中的光學(xué)力特性,主要研究內(nèi)容如下:1.基于矢量衍射理論,推導(dǎo)并建立了緊聚焦CV光束的電場和坡印廷矢量分布解析式。討論了偏振指數(shù)、偏振初始位相、螺旋相位的拓?fù)浜蓪o聚焦場分布的影響。2.在緊聚焦徑向和角向偏振光中加入傳統(tǒng)的螺旋相位,得到了焦平面上具有旋轉(zhuǎn)對稱的橫向能量流環(huán)。進(jìn)一步設(shè)計了環(huán)形的相位掩模,實現(xiàn)了對緊聚焦徑向和角向偏振光場橫向能量流的多邊形調(diào)控。這種特殊的效果能夠使可吸收顆�？梢匝刂`活的路徑運(yùn)輸。3.研究了緊聚焦CV光場對粒子的光輻射力作用。數(shù)值計算了緊聚焦CV光場中的自旋角動量、粒子上的光學(xué)力和光力矩大小。結(jié)果表明,自旋角動量的方向和大小,以及粒...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1（a）廣義柱矢量光束，（b）徑向偏振光束，（c）角向偏振光束

骯步溝拇毆艙襝暈⒕礫5759]等。1.2柱矢量光場概述近年來，CV光束因其獨(dú)特的聚焦特性和在熒光顯微鏡[3]、高密度光學(xué)數(shù)據(jù)存儲[60]、光學(xué)捕獲[6162]、粒子和電子加速[63]等方面的應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。眾所周知，沿z方向上傳播的任意CV光束，在垂直于傳播方向的x-y平面上....

圖1.2緊聚焦角向偏振光束在（a）焦平面和（b）沿光軸上的強(qiáng)度分布[19]

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3隨著研究者們對CV光束探究的深入，其獨(dú)特豐富的緊聚焦性能備受人們的廣泛關(guān)注，取得了許多重要意義的成果，并廣泛應(yīng)用于物理、生物與材料等領(lǐng)域。2000年美國羅切斯特大學(xué)的K.Youngworth和T.Brown第一次展示了矢量光場在高NA物鏡焦區(qū)附....

圖1.3五環(huán)形相位濾波器調(diào)制后電場強(qiáng)度在y-z平面分布圖[32]

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論4究員通過五環(huán)型雙元相位光學(xué)元件和高NA透鏡的組合聚焦RP振貝塞爾高斯光束[32]，如圖1.3所示。創(chuàng)造了一個純縱向約在4λ自由空間范圍內(nèi)非衍射的光束，并且橫向光斑尺寸為0.43λ，作者把這種光場稱為“光針”。在此基礎(chǔ)上，K.Rajesh等人提出....

圖1.4（a）拓?fù)潆姾蔀閘=1的徑向渦旋光束可得到空心光束陣列

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論5種非衍射暗通道可以用于原子光學(xué)實驗，如原子透鏡、原子阱和原子開關(guān)等。隨后，H.Ren等人聚焦通過π相位階躍的濾波器調(diào)制的AP光束[70]，可以得到偏振態(tài)可控和不完全相同的多焦陣列，此結(jié)果在平行偏振復(fù)用光記錄中有潛在的應(yīng)用�？傊�，這些結(jié)果不僅拓寬....

本文編號：4019449