基于飛秒激光加工技術(shù)的艾里光的生成與應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間：2021-11-02 18:14
由于獨(dú)特的無衍射、自加速與自修復(fù)特性,艾里光已成為目前的研究熱點(diǎn),尤其是艾里光的生成方法與其應(yīng)用領(lǐng)域。但是,目前生成艾里光的方法并不能同時(shí)滿足緊湊的光路構(gòu)造、連續(xù)的相位調(diào)制以及高光學(xué)效率,因此限制了艾里光的應(yīng)用領(lǐng)域。此外,對(duì)于艾里光的研究剛處于起步階段,更多的應(yīng)用領(lǐng)域有待探索。本文基于飛秒激光加工技術(shù),研究了艾里光的生成、成像以及三維全息加工應(yīng)用,具體內(nèi)容如下:1.基于飛秒激光直寫加工技術(shù),設(shè)計(jì)制備了不同調(diào)制深度的連續(xù)相位變化的微型立方相位板,并驗(yàn)證了高光學(xué)效率（532nm波長(zhǎng)下～79%）。利用該相位元件實(shí)驗(yàn)生成了單色和彩色艾里光,分析了調(diào)制深度與入射波長(zhǎng)對(duì)艾里光無衍射與自加速性質(zhì)的影響。利用艾里光實(shí)現(xiàn)了字母的成像（艾里字母）,并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了艾里字母繼承了艾里光的三大特性。2.利用立方頻譜的相位變換生成了對(duì)稱與非對(duì)稱艾里光,并通過飛秒激光直寫加工制備了生成該光場(chǎng)的微型相位元件。此相位元件具有緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸（60μm×60 μm×1.1μm）、高光學(xué)效率（532nm處～81%）、連續(xù)的相位變化以及寬波段生成光場(chǎng)（405nm-780nm）的性能。通過對(duì)稱與非對(duì)稱艾里光實(shí)現(xiàn)了不同輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)...
【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：138 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１．?１?（ａ）無衍射無限能量艾里包波的傳播軌跡；（ｂ）有限能量艾里包波的傳播軌跡［２］??
?第１章緒?論???式中ＳｊｆＳｘ／ｘｏ，ｓｙ＝３／／ｙ〇分別為歸一化的橫向和縱向無量綱坐標(biāo)。圖１．２是二??維有限能量艾里光在不同傳輸位置的強(qiáng)度分布的仿真結(jié)果，其中；ｃＱ?＝％?＝??１００／／ｍ，ａ?＝?０．１�？梢钥吹�，二維艾里光呈現(xiàn)多裂片式的光強(qiáng)分布，其中右上??角一點(diǎn)光強(qiáng)最大，被稱為為主瓣，其他部分（旁瓣）光強(qiáng)逐漸衰減。艾里光沿Ｘ－??ｙ軸４５°方向加速，并且在５０?ｃｍ的傳輸距離仍能保持很好的光強(qiáng)。此外，艾里??光的光斑尺寸大小和加速度可以通過改變無量綱坐標(biāo)知和７。的值來控制。??■?ｍｍ??＾３－２－１０１２３?－３－２－１０１２３??ｘ?［ｍｍｊ?ｘ?［ｍｍ］??圖１．?２二維有限能量艾里光在ｚ＝０?（ａ）和ｚ＝５０?ｃｍ?（ｂ）處的強(qiáng)度分布［３］??除了無衍射和自加速特性［４，５］，艾里光還具備自修復(fù)特性［６，７］，即艾里光在??傳輸過程中被部分遮擋，再經(jīng)過一段距離的傳輸，其光強(qiáng)分布能自我修復(fù)到遮擋??前的分布狀態(tài)。自修復(fù)性是無衍射光場(chǎng)都具有的性質(zhì)，這一特性對(duì)于光場(chǎng)在復(fù)雜??環(huán)境中的傳輸并保持穩(wěn)定具有重要意義。圖１．３為艾里光的自修復(fù)過程，主瓣在??初始位置被遮擋，經(jīng)過１１?ｃｍ傳輸之后，可以看到艾里光的部分主瓣己經(jīng)開始修??復(fù)，傳輸?shù)剑常?ｃｍ處時(shí)，主瓣已經(jīng)完全修復(fù)，其中１０＝３／。＝?７７／／ｍ，ａ?＝?０．０８。??圖１．３艾里光的自修復(fù)過程［７］，?（ａ）在初始位置ｚ?＝?０處主瓣被遮擋；（ｂ）和（ｃ）分別為傳輸??１１?ｃｍ和３０?ｃｍ后的光強(qiáng)修復(fù)情況??艾里光的自修復(fù)性質(zhì)與其坡印廷矢量有關(guān)，坡印廷矢量可以表示為［８］：??吞?〇．６）??３??
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Specially shaped Bessel-like self-accelerating beams along predesigned trajectories[J]. Juanying Zhao,I.D.Chremmos,Ze Zhang,Yi Hu,Daohong Song,Peng Zhang,N.K.Efremidis,Zhigang Chen. Science Bulletin. 2015(13)
本文編號(hào)：3472171
【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：138 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１．?１?（ａ）無衍射無限能量艾里包波的傳播軌跡；（ｂ）有限能量艾里包波的傳播軌跡［２］??
?第１章緒?論???式中ＳｊｆＳｘ／ｘｏ，ｓｙ＝３／／ｙ〇分別為歸一化的橫向和縱向無量綱坐標(biāo)。圖１．２是二??維有限能量艾里光在不同傳輸位置的強(qiáng)度分布的仿真結(jié)果，其中；ｃＱ?＝％?＝??１００／／ｍ，ａ?＝?０．１�？梢钥吹�，二維艾里光呈現(xiàn)多裂片式的光強(qiáng)分布，其中右上??角一點(diǎn)光強(qiáng)最大，被稱為為主瓣，其他部分（旁瓣）光強(qiáng)逐漸衰減。艾里光沿Ｘ－??ｙ軸４５°方向加速，并且在５０?ｃｍ的傳輸距離仍能保持很好的光強(qiáng)。此外，艾里??光的光斑尺寸大小和加速度可以通過改變無量綱坐標(biāo)知和７。的值來控制。??■?ｍｍ??＾３－２－１０１２３?－３－２－１０１２３??ｘ?［ｍｍｊ?ｘ?［ｍｍ］??圖１．?２二維有限能量艾里光在ｚ＝０?（ａ）和ｚ＝５０?ｃｍ?（ｂ）處的強(qiáng)度分布［３］??除了無衍射和自加速特性［４，５］，艾里光還具備自修復(fù)特性［６，７］，即艾里光在??傳輸過程中被部分遮擋，再經(jīng)過一段距離的傳輸，其光強(qiáng)分布能自我修復(fù)到遮擋??前的分布狀態(tài)。自修復(fù)性是無衍射光場(chǎng)都具有的性質(zhì)，這一特性對(duì)于光場(chǎng)在復(fù)雜??環(huán)境中的傳輸并保持穩(wěn)定具有重要意義。圖１．３為艾里光的自修復(fù)過程，主瓣在??初始位置被遮擋，經(jīng)過１１?ｃｍ傳輸之后，可以看到艾里光的部分主瓣己經(jīng)開始修??復(fù)，傳輸?shù)剑常?ｃｍ處時(shí)，主瓣已經(jīng)完全修復(fù)，其中１０＝３／。＝?７７／／ｍ，ａ?＝?０．０８。??圖１．３艾里光的自修復(fù)過程［７］，?（ａ）在初始位置ｚ?＝?０處主瓣被遮擋；（ｂ）和（ｃ）分別為傳輸??１１?ｃｍ和３０?ｃｍ后的光強(qiáng)修復(fù)情況??艾里光的自修復(fù)性質(zhì)與其坡印廷矢量有關(guān)，坡印廷矢量可以表示為［８］：??吞?〇．６）??３??
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Specially shaped Bessel-like self-accelerating beams along predesigned trajectories[J]. Juanying Zhao,I.D.Chremmos,Ze Zhang,Yi Hu,Daohong Song,Peng Zhang,N.K.Efremidis,Zhigang Chen. Science Bulletin. 2015(13)
本文編號(hào)：3472171
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