本文關(guān)鍵詞：類Airy光束的產(chǎn)生與傳輸特性研究

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【摘要】：Airy光束除了具備傳統(tǒng)無衍射光束的無衍射、自修復(fù)特性以外,還擁有奇異的橫向自加速特性,使其在光學(xué)微粒子操控、真空電子加速、表面等離子體極化、光鑷子等眾多領(lǐng)域有著獨特的應(yīng)用價值�？蒲泄ぷ髡邆儗iry光束的研究主要集中在Airy光束的產(chǎn)生、傳輸和應(yīng)用三個方面,期間取得了許多具有里程碑意義的進(jìn)展。近年來,隨著人們對Airy光束認(rèn)識的深入,由Airy光束衍生出一系列的類Airy光束開始進(jìn)入我們的視野。對比于傳統(tǒng)的Airy光束,經(jīng)過相位處理或頻譜修正的類Airy光束,在某些性能上表現(xiàn)出更誘人的優(yōu)勢。例如,頻譜受高通濾波函數(shù)調(diào)制的圓Airy光束,相比傳統(tǒng)的圓Airy光束,其突然自聚焦性能獲得了巨大的提升,并且該光束的傳輸軌跡、聚焦點的位置、焦斑尺寸等基本保持不變。再如,Super Airy光束,相比傳統(tǒng)的二維Airy光束,其主瓣尺寸更小,能量更集中,更加適合用于微粒子的調(diào)控等。致力于進(jìn)一步提升Airy光束的某些性能,本論文主要對類Airy光束的產(chǎn)生以及傳輸特性進(jìn)行了針對性研究,具體內(nèi)容如下:(1)、經(jīng)過高通濾波函數(shù)調(diào)制的圓Airy光束能夠極大地增強(qiáng)其突然自聚焦特性,受此啟發(fā),我們分別引入了低通濾波函數(shù)和帶通濾波函數(shù)對圓Airy光束的頻譜進(jìn)行調(diào)制處理,以增強(qiáng)圓Airy光束的某些特性。通過對其傳輸特性及突然自聚焦性能的詳細(xì)研究,我們發(fā)現(xiàn):頻譜受低通濾波函數(shù)、帶通濾波函數(shù)調(diào)制的圓Airy光束,其焦斑會拉伸形成一枚“光學(xué)針”。通過調(diào)整濾波參數(shù)的取值,我們可以控制光學(xué)針的長度、縱向?qū)挾群湍芰刻荻取?2)、論文深入地研究了線偏振圓Airy光束在各向異性單軸晶體中的傳輸特性。研究結(jié)果表明,沿著晶體光軸傳輸?shù)膱AAiry光束,其光場失去了圓對稱性分布的特性,并且隨著傳播距離的增大,單軸晶體的各向異性對光束光強(qiáng)分布的影響會愈發(fā)明顯。非尋常折射率與尋常折射率的比值(0/en n)是影響光束的光強(qiáng)分布的另一個重要因素,0/en n的值偏離1越大,光束的光強(qiáng)分布對稱性越差。此外,在單軸晶體內(nèi)的圓Airy光偏振態(tài)變得非常復(fù)雜,出現(xiàn)了具有拓?fù)潆姾蔀?的渦旋屬性。(3)、針對Super Airy光束的產(chǎn)生裝置需要較大的橫向空間、價格昂貴等缺點,我們結(jié)合Airy光束激光束,提出了一種直接輸出Super Airy光束的激光器設(shè)計方案。該激光器使用激光二極管作為泵浦源,采用端泵的方式泵浦摻雜濃度為1%的摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)棒,以加載了Super Airy光束立方相位信息的衍射光柵作為耦合輸出鏡,在一級衍射方向可以直接輸出Super Airy光束。理論數(shù)值計算表明,該激光器的閾值功率為1.4W,當(dāng)泵浦功率為2W時,其輸出功率達(dá)到678mW。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O436;TN248

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1302359