隨機(jī)電磁光束的大數(shù)值孔徑聚焦.pdf

1、激光束的大數(shù)值孔徑聚焦是近年來興起的新課題，特別是1959年提出Debye矢量衍射積分理論后，很多研究者對(duì)各類光束的大數(shù)值孔徑聚焦做了相關(guān)的研究。在本論文中，我們以常見渦旋和非渦旋光束，如拉蓋爾-高斯光束，貝塞爾-高斯光束和高斯光束為例，詳細(xì)研究了各種不同偏振類型光束經(jīng)過大數(shù)值孔徑透鏡聚焦后在聚焦場(chǎng)的聚焦特性，以及相關(guān)參數(shù)變化對(duì)聚焦特性的影響。主要工作包括：
　　 1.從Debye矢量衍射積分理論出發(fā)，研究了線偏振超短光脈沖經(jīng)過

2、大數(shù)值孔徑透鏡聚焦的聚焦特性，呈現(xiàn)了渦旋和非渦旋超短光脈沖的聚焦過程，并研究了超短光脈沖在傳輸過程中的速度變化。研究結(jié)果表明：在大數(shù)值孔徑聚焦的過程中，超短光脈沖的傳輸速度會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)快光和慢光的現(xiàn)象。并且，非渦旋超短光脈沖的傳輸速度比渦旋脈沖的傳輸速度大。另外，超短光脈沖的大數(shù)值孔徑聚焦可以提高光學(xué)系統(tǒng)的時(shí)空分辨率。
　　 2.根據(jù)Debye矢量衍射積分理論推導(dǎo)了部分相干圓偏振渦旋光束經(jīng)過大數(shù)值孔徑透鏡聚焦后在聚焦場(chǎng)的光場(chǎng)

3、表達(dá)式，分析了入射光束相干長(zhǎng)度及聚焦透鏡數(shù)值孔徑大小變化對(duì)聚焦光強(qiáng)分布的影響。研究發(fā)現(xiàn)在大數(shù)值孔徑聚焦的過程中，光束本身的自旋角動(dòng)量會(huì)轉(zhuǎn)化成軌道角動(dòng)量。另外，通過調(diào)整相應(yīng)參數(shù)，可以得到有廣泛應(yīng)用意義的平頂光束。
　　 3.根據(jù)相干度和3D偏振度的定義，比較了左旋和右旋圓偏振部分相干渦旋光束在聚焦場(chǎng)的相干度和偏振度特性。研究結(jié)果表明，大數(shù)值孔徑聚焦對(duì)光束有去偏效應(yīng)，并且入射光束相干長(zhǎng)度及聚焦透鏡數(shù)值孔徑大小變化對(duì)右旋圓偏振光在聚焦