發(fā)布時間：2024-03-28 04:27

　　圓柱矢量光束的偏振具有軸對稱性,可分解為徑向偏振成分與角向偏振成分。近年來,圓柱矢量光束的緊聚焦特性引起了極大的關注,可廣泛應用于高密度的數(shù)據(jù)存儲、二次諧波的產(chǎn)生、拉曼光譜、粒子操控、納米光刻、激光切割、材料加工、粒子加速、高分辨率成像、全光磁記錄與自旋波操控等領域。因此,探究與優(yōu)化圓柱矢量光束的緊聚焦特性具有重要的實際意義。本論文基于矢量衍射理論與逆法拉第效應,通過特殊二元濾波器與干涉效應對光束波前的調(diào)制,系統(tǒng)研究了中空徑向偏振光、角向偏振光、徑向偏振渦旋光與角向偏振渦旋光的光場緊聚焦特性及光誘導的磁性緊聚焦特性,主要研究內(nèi)容如下:基于矢量衍射理論,研究了緊聚焦的中空徑向偏振光形成亞波長的縱向偏振光針。在通光孔徑中,比較了徑向偏振拉蓋爾-貝塞爾-高斯(LBG)光束與拉蓋爾-高斯(LG)和貝塞爾-高斯(BG)模式的聚焦特性;為了提高聚焦性能,優(yōu)化設計了特殊的三環(huán)形相位濾波器,并探討了它對徑向偏振LBG光束緊聚焦特性的影響,闡明了形成亞波長的縱向偏振光針與波長量級暗中空場的機理;基于瑞利散射理論,計算了這兩種特殊場結(jié)構(gòu)對兩類不同折射率粒子施加的輻射力分布,分析了穩(wěn)定捕獲這兩類粒子的條件。...

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 圓柱矢量光束的緊聚焦理論
    1.3 圓柱矢量光束緊聚焦的研究進展
        1.3.1 徑向偏振光的緊聚焦
        1.3.2 角向偏振光的緊聚焦
        1.3.3 圓柱矢量光束的光誘導磁性緊聚焦
    1.4 本論文的研究目的及內(nèi)容
        1.4.1 本論文的研究目的
        1.4.2 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于中空徑向偏振光的亞波長縱向偏振光針
    2.1 引言
    2.2 徑向偏振LBG光束的緊聚焦特性
        2.2.1 徑向偏振LBG光束的直接緊聚焦特性
        2.2.2 三環(huán)形相位濾波器調(diào)制的緊聚焦特性
        2.2.3 基于三環(huán)形相位濾波器對兩類粒子的操控
    2.3 徑向偏振HG光束的緊聚焦特性
        2.3.1 在通光孔徑中徑向偏振HG光束的緊聚焦特性
        2.3.2 五環(huán)形相位濾波器調(diào)制產(chǎn)生亞波長的縱向偏振光針
        2.3.3 基于振幅濾波器形成亞波長的縱向偏振光針與準周期光鏈
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于中空角向偏振光的亞波長橫向偏振光針
    3.1 引言
    3.2 雙環(huán)形角向偏振LG光束的緊聚焦特性
    3.3 螺旋相位板調(diào)制的緊聚焦特性
        3.3.1 理論分析
        3.3.2 截斷參數(shù)與偏振對緊聚焦的影響
    3.4 七環(huán)形渦旋混合濾波器調(diào)制的緊聚焦特性
        3.4.1 實現(xiàn)亞波長的純橫向偏振光針
        3.4.2 利用斯托克斯偏振參量對聚焦場的偏振分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 4π 緊聚焦的徑向偏振HG渦旋光束形成三維超分辨的橫向偏振場
    4.1 引言
    4.2 理論分析
    4.3 單物鏡系統(tǒng)中的緊聚焦特性
    4.4 4π 物鏡系統(tǒng)中的緊聚焦特性
        4.4.1 三維超分辨的橫向偏振焦斑
        4.4.2 形成三維超分辨焦斑的物理機制分析
        4.4.3 離軸的徑向偏振HG渦旋光束的光強分布
    4.5 超高階的徑向偏振HG渦旋光束的解析研究
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于緊聚焦中空圓柱矢量渦旋光的縱向磁化場
    5.1 引言
    5.2 角向偏振艾里渦旋光束實現(xiàn)亞波長純縱向偏振的磁針
        5.2.1 理論分析
        5.2.2 亞波長的縱向偏振磁針及其反轉(zhuǎn)
    5.3 基于渦旋二元濾波器實現(xiàn)純縱向偏振的磁鏈
        5.3.1 單通道純縱向偏振的磁鏈
        5.3.2 雙通道純縱向偏振的磁鏈
    5.4 4π 緊聚焦的徑向偏振渦旋光實現(xiàn)球形亞波長純縱向磁化場
        5.4.1 單物鏡緊聚焦系統(tǒng)中的磁化場分布
        5.4.2 4π 緊聚焦系統(tǒng)中形成球形亞波長縱向磁化場
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3941000