矢量光束的緊聚焦特性研究.pdf

1、光有許多重要的性質(zhì)，偏振就是光所具有的重要性質(zhì)之一。偏振光同物質(zhì)之間的相互作用在很多領(lǐng)域都有非常重要的應(yīng)用，比如說數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、光通信、材料加工和生物研究。一般說來，光可以分為均勻偏振光和非均勻偏振光。常見的線偏振光，圓偏振光和橢圓偏振光都是均勻偏振光。非均勻偏振光是指偏振態(tài)與傳播面上的空間位置相關(guān)的光。以往大多數(shù)的科研中，我們關(guān)注了均勻的偏振光，但近年來由于非均勻偏振光獨(dú)一無二的性質(zhì)和潛在的應(yīng)用價(jià)值讓越來越多的人開始對(duì)非均勻偏振光產(chǎn)生了興

2、趣。矢量光束就是其中的一種，尤其是偏振態(tài)在傳播面上呈現(xiàn)出軸對(duì)稱性的光束，即軸對(duì)稱矢量光束。
　　本論文主要討論了如何通過改變軸對(duì)稱矢量光束的基本性質(zhì)(偏振態(tài)、振幅和相位)達(dá)到調(diào)控緊聚焦光場(chǎng)強(qiáng)度的目的。
　　我們介紹軸對(duì)稱矢量光的概念以及它的分類和主要的特點(diǎn)。由于在高數(shù)值孔徑透鏡聚焦的條件下，Huygens-Fresnel原理不再適用，所以接下來我們介紹了 Richards-Wolf矢量衍射積分模型，以及切趾函數(shù)的概念，最后給

3、出廣義軸對(duì)稱矢量光在焦點(diǎn)附近光強(qiáng)的積分表達(dá)式。
　　用數(shù)值模擬的方法，我們分析了通過 DOE部分改變偏振態(tài)的軸對(duì)稱矢量光的緊聚焦特性。我們發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控入射光的位相可以讓焦點(diǎn)處的光強(qiáng)為零或者得到更長(zhǎng)的焦深、更小的焦斑。最終，我們獲得了一維、二維和三維的平頂型光場(chǎng)分布。同時(shí)，我們還對(duì)切趾函數(shù)的影響進(jìn)行了分析。
　　對(duì)于包含多種偏振模式的軸對(duì)稱矢量光的緊聚焦特性，我們也進(jìn)行了研究，并且利用徑向偏振光、角向偏振光和廣義軸對(duì)稱偏振光