幾種新型矢量光場(chǎng)的生成和傳輸特性研究.pdf

1、自激光出現(xiàn)以來(lái)，人們從未停止過(guò)相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域的探索，其已經(jīng)滲透到了科技和生活的諸多方面。如何更有效地利用激光成為了研究的熱點(diǎn)。光的基本性質(zhì)中，頻率、相位、振幅已經(jīng)被深入研究并且得到廣泛的應(yīng)用。但是對(duì)于光場(chǎng)偏振態(tài)的調(diào)控，近幾年才受到關(guān)注。矢量光場(chǎng)作為一種偏振態(tài)在空間中呈現(xiàn)非均勻分布的光場(chǎng)，與普通標(biāo)量光場(chǎng)相比，具有獨(dú)特的性質(zhì)，對(duì)光場(chǎng)的空間衍化和光場(chǎng)與物質(zhì)相互作用中起到了越來(lái)越重要的作用。在光學(xué)誘捕、光學(xué)微操縱、光學(xué)微加工等方面，矢量光場(chǎng)發(fā)揮

2、著巨大的作用。正是由于矢量光場(chǎng)新穎的特性及其潛在應(yīng)用，對(duì)矢量光場(chǎng)的偏振調(diào)控及偏振特性已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。本論文圍繞幾種新型矢量光場(chǎng)的生成技術(shù)以及其傳播特性展開(kāi)理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容如下:
　　1.介紹了矢量光場(chǎng)的多種生成方法，主要分為設(shè)計(jì)激光器諧振腔的主動(dòng)生成方法和激光器諧振腔外設(shè)計(jì)光路的被動(dòng)生成兩大類(lèi)。集中介紹了基于4F系統(tǒng)相干疊加生成矢量光場(chǎng)，并且分別介紹了利用該方法生成的局域線偏振矢量光場(chǎng)、雜化偏振矢量光場(chǎng)，以及新型

3、的雜化橢圓偏振矢量光場(chǎng)和橢圓偏振矢量光場(chǎng)。
　　2.提出了利用龐加萊球上一對(duì)正交的橢圓偏振基矢生成任意矢量光場(chǎng)的方法。實(shí)驗(yàn)上生成了這種矢量光場(chǎng)并通過(guò)測(cè)量斯托克斯參量驗(yàn)證其特殊的偏振態(tài)分布?；赗ichards-Wolf矢量衍射理論，分析計(jì)算生成的任意矢量光場(chǎng)的緊聚焦焦場(chǎng)分布。證明了通過(guò)對(duì)作為基矢的橢圓偏振的橢圓率進(jìn)行調(diào)控可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所生成的雜化橢圓偏振矢量光場(chǎng)的空間結(jié)構(gòu)和焦場(chǎng)的調(diào)控。
　　3.通過(guò)在常用干涉光路中引入衰減片實(shí)驗(yàn)

4、上生成橢圓偏振矢量光場(chǎng)，并計(jì)算分析了緊聚焦橢圓偏振矢量光場(chǎng)的焦場(chǎng)特征。深入研究了緊聚焦橢圓偏振矢量光場(chǎng)作用于電介質(zhì)瑞利粒子產(chǎn)生的光力分布，實(shí)現(xiàn)了瑞利粒子的三維穩(wěn)定捕獲。研究發(fā)現(xiàn)由橢圓偏振矢量光場(chǎng)提供的額外自由度可控制偏振的空間結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)聚焦場(chǎng)分布，操控作用在電介質(zhì)瑞利粒子上的光力分布。
　　4.從理論和實(shí)驗(yàn)上對(duì)非傍軸和傍軸近似條件下旋向變化矢量光場(chǎng)經(jīng)過(guò)一個(gè)圓環(huán)衍射后的傳播行為和焦場(chǎng)特性進(jìn)行了研究?；赗ayleigh-Sommer