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柱对称矢量光束的传输与变换

作　者: 贺萌
导　师: 蒲继雄
学　校: 华侨大学
专　业: 物理学
关键词: 偏振奇点径向偏振角向偏振无衍射光束自重建
分类号: O436.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

学位论文对柱对称矢量光束的产生、传输和变换进行了系统的理论和实验研究。近年来，对矢量光束的研究引起了人们的广泛关注，径向偏振光束和角向偏振光束作为最具代表性的矢量光束，可以广泛应用于光镊、激光切割、光学显微、光刻和光学数据存储，因此对其的研究具有重要意义。在本论文中，我们以径向偏振和角向偏振光束为主要研究对象，详细研究了径向偏振光束经三角点阵列板衍射后的光场分布和偏振奇点以及相关参数变化对其特性的影响，并研究了角向偏振无衍射光束的产生和传输变换，论文还对径向和角向偏振无衍射光束的自重建现象进行了研究。主要工作包括以下几个方面：1．基于夫琅禾费衍射积分理论推导出径向偏振光束通过三角形点阵列板(TMP）衍射后的传输表达式，通过理论计算模拟并进行实验验证，得到衍射场光强分布图，衍射场光强成周期性排列。并用复Stokes场来分析径向偏振光束衍射场偏振奇点的变化规律。结果表明：衍射场的光强分布随着三角形点阵列板N值的改变而改变，偏振奇点的数目随着三角形点阵列板的N值的增大而增多，另外光束参数（波长和光束束宽）、传输距离和三角形点阵列板的参数（三角板边长）均对偏振奇点的位置产生影响。改变三角形点阵列板的N值，伴随有偏振奇点的产生和湮灭现象。2．从理论和实验两方面对角向偏振无衍射光束进行了研究。实验利用一束高斯光束依次通过径向偏振转换器和一个轴棱锥进行变换来产生角向偏振无衍射光束。光束的无衍射特性和自重建现象均进行了实验与理论研究。这种既具有无衍射特性又具有自重建特性的角向偏振光束在粒子囚禁和微操领域具有很大的应用潜力和广阔的发展前景。3．从理论和实验两方面研究了径向偏振无衍射光束的自重建现象。实验中利用一束高斯光束依次通过径向偏振转换器和一个轴棱锥进行变换来产生径向偏振无衍射光束，这种既具有无衍射特性又具有自重建特性的径向偏振光束可以广泛的应用于粒子囚禁和微操领域。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第1章引言  8-12
  1.1 研究背景与现状  8-10
  1.2 研究的主要内容和意义  10-11
  1.3 本学术论文各章节安排  11-12
第2章柱对称矢量光束相关的基本理论  12-16
  2.1 非均匀偏振光束  12
  2.2 常见的柱对称矢量光束  12-14
  2.3 产生柱对称矢量光束的方法  14-15
  2.4 柱对称矢量光束的应用  15-16
第3章径向偏振光束经三角形点阵列板衍射的偏振奇点  16-31
  3.1 径向偏振光束的产生  16-19
  3.2 径向偏振光束经过三角点阵列板衍射的光场分布  19-24
    3.2.1 数值计算结果与分析  21-23
    3.2.2 实验装置及观测结果  23-24
  3.3 偏振奇点  24-30
    3.3.1 理论分析  24-25
    3.3.2 数值计算结果与分析  25-30
  3.4 本章小结  30-31
第4章角向偏振无衍射光束的产生与传输  31-47
  4.1 Bessel 光束基本理论  31-33
  4.2 产生无衍射 Bessel 光束的方法  33-36
    4.2.1 轴棱锥法产生无衍射光束  34-36
  4.3 角向偏振（AP）无衍射光束的基本理论  36-45
    4.3.1 数值计算结果与分析  38-43
    4.3.2 实验结果及分析  43-45
  4.4 本章小结  45-47
第5章角向偏振无衍射光束的自重建  47-50
  5.1 角向偏振无衍射光束的自重建特性  47-49
  5.2 本章小结  49-50
第6章径向偏振无衍射光束的自重建  50-55
  6.1 径向偏振无衍射光束的产生  50-52
  6.2 径向偏振无衍射光束的自重建特性  52-54
  6.3 本章小结  54-55
第7章本文的主要结论及创新点  55-58
  7.1 结论  55-56
  7.2 主要创新点  56-58
参考文献  58-66
致谢  66-68
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果  68

柱对称矢量光束的传输与变换

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