Laguerre-Gaussian光束與光致旋轉(zhuǎn).pdf

1、Laguerre-Gaussian光束(LG模)是一種具有螺旋波前的激光本征模式,其攜帶有軌道角動(dòng)量的特性引起了國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注.目前,Laguerre-Gaussian光束的研究涉及原子冷卻、量子信息、非線性光學(xué)及光鑷技術(shù)等領(lǐng)域,具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值.在光鑷技術(shù)中,將LG模引入到光鑷裝置中掀起了光致旋轉(zhuǎn)研究的熱潮.但在實(shí)際應(yīng)用中,與之相關(guān)的基本問題都還有待深入探討.因此,該論文圍繞"Laguerre-Gaussian光

2、束的生成、傳輸和力學(xué)特性"進(jìn)行深入系統(tǒng)地理論研究,并探討光致旋轉(zhuǎn)的其他一些方法.該文工作主要取得以下研究成果:1.首次提出兩種生成Laguerre-Gaussian光束的新方法,即通過模式合成產(chǎn)生具有光學(xué)螺旋的準(zhǔn)LG模和利用Dove棱鏡生成LG<,0><'1>模式.根據(jù)模式耦合的思想,計(jì)算得出前一種方法的轉(zhuǎn)換效率為36％,表明該方法具有一定的實(shí)用價(jià)值.2.考慮到光束高數(shù)值孔徑聚焦的去偏振效應(yīng),利用矢量Debye理論首次計(jì)算了LG模強(qiáng)聚焦

3、后焦平面上的光場分布,并闡述了LG模強(qiáng)聚焦的一些特點(diǎn).3.根據(jù)瑞利理論,研究了Laguerre-Gaussian光束干涉模式對瑞利粒子的力學(xué)作用以及強(qiáng)聚焦去偏振效應(yīng)對光阱捕陷特性的影響.計(jì)算表明,阱域處最大恢復(fù)力是各向異性的,在平行和垂直于入射光偏振的方向上最大阱力相差約30%.4.實(shí)驗(yàn)上研究了利用偏振光實(shí)現(xiàn)雙折射顆粒的旋轉(zhuǎn)和角向定位控制,分析了光阱中晶體顆粒的轉(zhuǎn)動(dòng)性質(zhì);在理論上,提出了利用雙光纖出射光控制微粒的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn),并通過數(shù)值計(jì)