矢量偏振光束特性及應(yīng)用研究.pdf

1、矢量偏振光束是一種偏振在空間非均勻分布的Maxwell方程組的一類解，軸對(duì)稱偏振光是其中的一個(gè)特例，它在振幅及偏振態(tài)分布上均具有軸對(duì)稱性。由于這種光束特殊的矢量偏振性質(zhì)，近年來對(duì)于它的理論及實(shí)驗(yàn)應(yīng)用研究正在不斷開展，強(qiáng)聚焦的軸對(duì)稱偏振光在焦點(diǎn)附近得到強(qiáng)的縱向偏振光場(chǎng)，由于此縱向光場(chǎng)的存在，焦點(diǎn)處可以得到極小的焦斑尺寸。這種性質(zhì)使其應(yīng)用于高分辨率顯微成像、電子加速，表面分子光譜表征等領(lǐng)域。另外軸對(duì)稱偏振光經(jīng)衍射光學(xué)元件(DOE)調(diào)制然后強(qiáng)

2、聚焦，在焦點(diǎn)附近形成特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)一“光泡”和“光鏈”，作為一種多功能光鑷，它將提供納米介電顆粒、金屬顆粒和磁性顆粒的光學(xué)操控手段。此外，這種光束在全息術(shù)，頻移，材料處理，非線性作用等方面也具有潛在的研究?jī)r(jià)值。 本論文主要完成以下幾個(gè)方面的工作： l、簡(jiǎn)要介紹了產(chǎn)生軸對(duì)稱偏振光的幾種具體方法，利用兩個(gè)TEMo1模進(jìn)行干涉是最基本的方法。半波片組合的方法、光纖激發(fā)法與雙折射晶體法也是實(shí)驗(yàn)上常用的產(chǎn)生方法。 2、詳細(xì)

3、闡述了軸對(duì)稱偏振光的強(qiáng)聚焦性質(zhì)，從最初的Debye積分出發(fā)，考慮到聚焦的去偏振效應(yīng)，計(jì)算得到了軸對(duì)稱偏振光強(qiáng)聚焦后焦平面上的光場(chǎng)分布，并且進(jìn)一步討論了介質(zhì)層界面，含有拓?fù)鋽?shù)的軸對(duì)偏振光的聚焦性質(zhì)，以及高數(shù)值孔徑聚焦的位相問題。 3、設(shè)計(jì)衍射光學(xué)元件整形入射軸對(duì)稱偏振光波前，在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生具有三維捕獲效果的特殊反向光鑷一“光泡”和“光鏈”。改變DOE結(jié)構(gòu)可以調(diào)控“光泡”形態(tài)、大小，用于捕獲不同性質(zhì)的微粒。作為多點(diǎn)光捕獲結(jié)構(gòu)的“光鏈