偏振與相位調(diào)制光束的研究.pdf

1、對相位與偏振調(diào)制光束的研究是一個相當(dāng)重要的研究課題。具有特殊相位與偏振分布的光束（例如渦旋光束，Airy光束以及徑向偏振光束），可廣泛應(yīng)用于粒子操控、光鑷、光學(xué)扳手、生物醫(yī)學(xué)等方面；而在光通信以及光信息存儲方面這些光束同樣具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本論文基于惠更斯-菲涅耳衍射原理，矢量德拜理論以及相干與偏振的統(tǒng)一理論對渦旋光束，Airy光束以及徑向偏振光束的特性進(jìn)行研究，同時在實驗上用腔外相干疊加的方法產(chǎn)生了徑向偏振光。論文的

2、主要內(nèi)容為：
　　 （1）研究了衍射效應(yīng)誘導(dǎo)部分相干渦旋光束的偏振度變化?；诨莞?菲涅耳衍射原理以及部分相干光的相干與偏振的統(tǒng)一理論，研究了衍射效應(yīng)誘導(dǎo)部分相干渦旋光束的偏振度變化。研究表明部分相干渦旋光束經(jīng)圓孔衍射后，在衍射場中光束的偏振度分布與入射光束的相干度、入射光束的拓?fù)潆姾蓴?shù)、衍射孔徑的大小等因素有關(guān)。
　　 （2）利用腔外相干疊加實驗上產(chǎn)生徑向偏振光。理論上應(yīng)用標(biāo)量衍射積分對01TEM模光束與10TEM模

3、光束的疊加與傳輸進(jìn)行計算，同時在實驗上利用階躍型相位躍變器，在腔外將兩束偏振正交的00TEM模光束轉(zhuǎn)化為正交的01TEM模光束與10TEM模光束，并利用馬赫－曾德爾干涉儀將01TEM模光束與10TEM模光束進(jìn)行疊加。通過實驗檢測以及與理論計算進(jìn)行比較可知，所獲得的光束為徑向偏振光。
　　 （3）研究了部分相干徑向偏振光束在大氣中的傳輸特性。基于惠更斯-菲涅耳衍射原理以及相干與偏振的統(tǒng)一理論，研究了部分相干徑向光束在大氣中的傳輸特

4、性，其中主要考慮了大氣因素以及起始相干度對光束在傳輸中的光強(qiáng)、相干度、偏振度以及交叉偏振的影響。
　　 （4）研究了雙環(huán)徑向偏振渦旋光束經(jīng)介質(zhì)界面的深聚焦特性。基于矢量德拜理論，對雙環(huán)徑向偏振渦旋光束的聚焦特性進(jìn)行研究，其中除了考慮大數(shù)值孔徑透鏡的聚焦特性，還考慮了聚焦場中存在介質(zhì)界面。研究表明聚焦雙環(huán)徑向偏振渦旋光束可獲得波長量級的局域空心光束，并且在聚焦場中聚焦光束存在焦點(diǎn)躍變。
　　 （5）研究了Airy光束從正折