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径向偏振光束特性理论研究

作　者: 王慧东
导　师: 王又青
学　校: 华中科技大学
专　业: 光电信息工程
关键词: 轴对称偏振径向偏振光光波传输锥形镜聚焦特性激光切割粒子加速光学显微
分类号: O436.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

径向偏振光束是一种新颖的、形式独特的偏振光模式,其偏振机制与传统的线偏振和圆偏振有所不同。径向偏振光属于轴对称偏振,属于各向异性偏振形式。径向偏振的优越的光束特性被科学界所重视,许多实验提出了不同的实际产生径向偏振光束的方法,并在不断提高其输出功率、纯度和稳定性。径向偏振光束被某些尖端科学所应用,并取得了良好成果,证明了径向偏振光束的理论价值和广泛应用前景。本文主要从径向偏振光的传输特性、径向偏振光束的实验产生方法和径向偏振光束的尖端应用几个方面对径向偏振光理论进行详细的分析与讨论。对径向偏振光的传输特性进行系统研究,从光波的近轴传输理论出发,讨论了几种重要光波模式解的表达式及相互联系,从而进一步得出径向偏振光束的近轴近似光束模式解的解析表达式。由角光谱法的理论分析模型,推导了径向偏振光束的非近轴传输表达式,并模拟了相应的场分量强度分布和模式图。提出一种新颖的、可行性强的实验产生径向偏振光束的方法。谐振腔尾镜和输出耦合镜都用特殊结构的锥形镜代替,其整体结构紧凑,并适用于大功率的情况。分析了径向偏振光束的聚焦场分量表达式,模拟出了相应的各光场分量的模式图。基于径向偏振光聚焦下的优越特性,讨论了它的几种尖端科技应用,如:激光切割金属、相对论粒子加速、光学显微,从而充分体现了径向偏振光束的实际应用潜力和广阔发展前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 径向偏振光束的基本理论解释  8-12
  1.2 径向偏振光束的研究现状  12-14
  1.3 本文的主要内容  14
  1.4 本文的主要内容  14-17
2 径向偏振光束的传输理论研究  17-40
  2.1 概述  17
  2.2 径向偏振光束的基本理论解释  17-19
  2.3 光束近轴传输理论  19-24
  2.4 径向偏振光束的近轴传输  24-32
  2.5 径向偏振光束的非近轴传输  32-38
  2.6 小结  38-40
3 径向偏振光束的实验产生方法  40-48
  3.1 概述  40
  3.2 应用偏振选择性衍射光栅元件作为谐振腔的尾镜  40-41
  3.3 应用W 锥形反射元件作为谐振腔的尾镜  41-43
  3.4 应用线栅偏振器作为谐振腔的尾镜  43-45
  3.5 用于产生径向偏振光的锥形尾镜谐振腔  45-47
  3.6 小结  47-48
4 径向偏振光束尖端应用的研究  48-63
  4.1 概述  48-49
  4.2 径向偏振光束的聚焦特性  49-53
  4.3 径向偏振光束用于激光切割金属  53-56
  4.4 径向偏振光束用于粒子加速  56-59
  4.5 径向偏振光束用于光学显微  59-61
  4.6 小结  61-63
5 总结和展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-71

径向偏振光束特性理论研究

内容摘要

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