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用弧形波晶片产生矢量光束及其强聚焦的特性研究

周巧巧 施建珍 纪宪明 印建平

用弧形波晶片产生矢量光束及其强聚焦的特性研究

周巧巧, 施建珍, 纪宪明, 印建平
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  • 提出了产生轴对称矢量光束的新方案, 根据晶体的双折射性质设计波晶片, 形成o光和e光相位板, 能够把线偏振光转换为具有旋转对称性的径向或角向矢量空心光束, 光路简单, 调节方便. 应用Richards-Wolf的经典矢量衍射模型, 分析计算了空心高斯光束照明、高数值孔径透镜聚焦条件下所产生的衍射光波电磁场分布, 结果表明: 用功率为0.5 W的激光照明, 所获得的矢量空心光束具有很高的光强、光强梯度和很强的纵向电磁场分布, 同时还能产生可实时调控的光子角动量分布, 方案在微观粒子的操控方面有很好的应用前景.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11034002, 11274114)、科技部量子调控重大研究计划项目(批准号: 2011CB921602)和华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室开放基金资助的课题.
    [1]

    Zhao W Q, Tang F, Qiu L R, Liu D L 2013 Acta Phys. Sin. 62 054201 (in Chinese) [赵维谦, 唐芳, 邱丽荣, 刘大礼 2013 物理学报 62 054201]

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    Qiwen Z 2004 Opt. Express 12 3377

    [3]

    Molloy J E, Dholakia K, Padgett M J 2003 J. Mod. Opt. 50 1501

    [4]

    Meier M, Romano V, Feurer T 2007 Appl. Phys. 86 329

    [5]

    Morris J E, Caxruthers A E, Mazilu M, Reeee P J, Cizma T 2008 Opt. Express 16 10117

    [6]

    Yan J, Lu Y H, Wang P 2010 Acta. Opt. Sin. 30 3597 (in Chinese) [阎杰, 鲁拥华, 王沛 2010 光学学报 30 3597]

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    Dartora C A, Zamboni R, Nobrega K Z, Reeami E, Hernandez F 2003 Opt. Commun. 222 75

    [8]

    Rijuparna C, Ajay G 2006 J. Opt. Soc. Am. A 23 2278

    [9]

    Zhang R M, Zhao D 2006 J. Opt. Soc. Am. A 23 919

    [10]

    Cai Y J, Zhang L 2006 J. Opt. Soc. Am. B 23 1398

    [11]

    Machavariani G, Lumer Y 2007 Opt. Lett. 32 1468

    [12]

    Marwan A A, Matthias H, Moritz V 2011 Opt. Express 19 5039

    [13]

    Hemandez R I, Gutierrez J C, Guizar M, Bandres M A 2006 Opt. Express 14 8974

    [14]

    Chafiq A, Hrieha Z, Belafhal A 2007 Opt. Commun. 275 165

    [15]

    Lerman G M, Lilach Y, Levy U 2009 Opt. Lett. 34 1669

    [16]

    Li H R, Yin J P 2010 Chin. Phys. B 19 083204

    [17]

    Li H R, Yin J P 2011 Opt. Lett. 36 1755

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    Tang X C, Gao J C, Wang K, Fang M 2013 Laser & Optoelectronics Progress 50 030001 (in Chinese) [唐新春, 高健存, 王坤, 方茗 2013 激光与光电子学进展 50 030001]

    [20]

    Chen G J, Zhou Q Q, Ji X M, Yin J P 2014 Acta Phys. Sin. 63 083701 (in Chinese) [陈国钧, 周巧巧, 纪宪明, 印建平 2014 物理学报 63 083701]

    [21]

    Machavariani G, Lumer L 2007 Opt. Lett. 32 1468

    [22]

    Zhang Y L, Li X Y, Zhu J Q 2009 Chin. J . Lasers 36 129 (in Chinese) [张艳丽, 李小燕, 朱健强 2009 中国激光 36 129]

    [23]

    Richards B, Wolf E 1959 Proc. Roy. Soc. 253 358

    [24]

    Allen L, Padgett M J, Babiker M 1999 Progress in Opt. IV 39 291

  • [1]

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  • [1] 钟哲强, 张彬, 母杰, 王逍. 基于紧聚焦方式的阵列光束相干合成特性分析. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200034
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    [9] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元的厚度渐变镀银条带探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-27
  • 修回日期:  2014-10-12
  • 刊出日期:  2015-03-05

用弧形波晶片产生矢量光束及其强聚焦的特性研究

  • 1. 南通大学理学院, 南通 226019;
  • 2. 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11034002, 11274114)、科技部量子调控重大研究计划项目(批准号: 2011CB921602)和华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室开放基金资助的课题.

摘要: 提出了产生轴对称矢量光束的新方案, 根据晶体的双折射性质设计波晶片, 形成o光和e光相位板, 能够把线偏振光转换为具有旋转对称性的径向或角向矢量空心光束, 光路简单, 调节方便. 应用Richards-Wolf的经典矢量衍射模型, 分析计算了空心高斯光束照明、高数值孔径透镜聚焦条件下所产生的衍射光波电磁场分布, 结果表明: 用功率为0.5 W的激光照明, 所获得的矢量空心光束具有很高的光强、光强梯度和很强的纵向电磁场分布, 同时还能产生可实时调控的光子角动量分布, 方案在微观粒子的操控方面有很好的应用前景.

English Abstract

参考文献 (24)

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