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像散Bessel光束自重建特性的理论和实验研究

杨艳飞 陈婧 吴逢铁 胡润 张惠忠 胡汉青

像散Bessel光束自重建特性的理论和实验研究

杨艳飞, 陈婧, 吴逢铁, 胡润, 张惠忠, 胡汉青
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  • 基于菲涅耳衍射积分理论和巴比涅原理,推导出像散Bessel光束经圆形障碍物后的光强分布一般表达式.数值模拟了像散Bessel光束经圆形障碍物遮挡后光场的自重建过程,并设计相关实验进行验证,实验结果与理论模拟基本符合.结果表明:零阶像散Bessel光束经过轴上和离轴障碍物后均会发生光束重建现象.随着传输距离的增加,像散Bessel光束的外轮廓尺寸变大、中心光点阵列数增多,逐渐重建出不同于障碍物前的完整光束.并且观察到光束在重建过程中横向和纵向的重建速度并不一致,存在一定的速度差.利用螺旋相位板产生高阶像散Bessel光束,验证了高阶像散Bessel光束经障碍物遮挡后同样具有自重建特性.研究结果对像散Bessel光束在多层面粒子操纵方面的应用具有参考价值.
      通信作者: 吴逢铁, fengtie@hqu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11774103)和国家自然科学青年基金(批准号:61605049,61802136)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-25
  • 修回日期:  2018-10-02
  • 刊出日期:  2019-11-20

像散Bessel光束自重建特性的理论和实验研究

  • 1. 华侨大学信息科学与工程学院, 福建省光传输与变换重点实验室, 厦门 361021
  • 通信作者: 吴逢铁, fengtie@hqu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11774103)和国家自然科学青年基金(批准号:61605049,61802136)资助的课题.

摘要: 基于菲涅耳衍射积分理论和巴比涅原理,推导出像散Bessel光束经圆形障碍物后的光强分布一般表达式.数值模拟了像散Bessel光束经圆形障碍物遮挡后光场的自重建过程,并设计相关实验进行验证,实验结果与理论模拟基本符合.结果表明:零阶像散Bessel光束经过轴上和离轴障碍物后均会发生光束重建现象.随着传输距离的增加,像散Bessel光束的外轮廓尺寸变大、中心光点阵列数增多,逐渐重建出不同于障碍物前的完整光束.并且观察到光束在重建过程中横向和纵向的重建速度并不一致,存在一定的速度差.利用螺旋相位板产生高阶像散Bessel光束,验证了高阶像散Bessel光束经障碍物遮挡后同样具有自重建特性.研究结果对像散Bessel光束在多层面粒子操纵方面的应用具有参考价值.

English Abstract

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