徑向偏振光聚焦場的偏振特性研究matlab仿真

1、徑向偏振光聚焦場的偏振特性研究matlab仿真 范文最新推薦徑向偏振光聚焦場的偏振特性研究+matlab 仿真摘要徑向偏振光束是一種新奇的、形式獨(dú)特的偏振光模式,具偏振機(jī)制與傳統(tǒng) 的線偏振和圓偏振有所不同.徑向偏振光的電場具有軸對稱特性,在橫向截面內(nèi)任 意點(diǎn)的電矢量的偏振方向都通過光束中央軸,且聚焦成一個很小的光斑并產(chǎn)生一個 很強(qiáng)的縱向分量.它優(yōu)越的光學(xué)特性越來越被科學(xué)界所重視,并已應(yīng)用于引導(dǎo)和捕 捉粒子、粒子加速以及提升顯微鏡的分辨率等方面.本主要從理論論述和軟件仿真這兩個方面對徑向偏振光進(jìn)行詳細(xì)的分析與討 論.從徑向偏振光聚焦特性的理論研究出發(fā),通過對其聚焦光斑,焦平面上的偏振 態(tài)和相位奇

2、點(diǎn)的細(xì)致研究和理解,從而進(jìn)一步利用 matlab軟件仿真繪制出徑向偏 振光的場分布和光強(qiáng)度圖.另外,徑向偏振光的相干疊加產(chǎn)生法也在本文提及到.117681 / 7關(guān)鍵字：徑向偏振光,聚焦特性,偏振態(tài),相位奇點(diǎn),畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書,論文,外文摘要Title: The studying of focusing field of radially polarized beamsAbstructRadially polarized beam(RPB)is a novel type of beams with unique polarization mode. Its polarization type i

3、s quite different from the conventional linearly or circularly polarized beams. The electric fieldof radially polarized beam has cylindrical symmetry characteristics, the polarization direction of electric vector at any point in the transverse cross-section is at right angles to the beam central axi

4、s, and radiallypolarized beam can be focused to a narrower spot and creat a stronger longitudinal component. The scientific communities pay more and more attention on its superior optical properties. Radially 范文 最新推薦polarized beam has been used as guide and capture particles, particle acceleration,

5、and improve microscope resolution.In this paper, we conduct a detailed analysis of radially polarized beam from twoaspects——theoretical discussion and simulation.Departured from the theory of the focusing of radially polarized beam, we further can use Matlab software to simulate and map

6、out field distribution figure and intensity distribution figure of radially polarized beam by detailed-studying and understanding of focused spot, the polarization state in the focal plane and phase singularities. In addition, a generation method of coherent superposition of radially polarized beam

7、is also mentioned in this paper.本文中我們主要研究的是徑向偏振光束,徑向偏振 光是電矢量振動方向在光束橫截面上具有軸對稱性,始終沿著徑向的一種偏振光.其偏振電場分布如圖13 / 7所示,電場數(shù)學(xué)表達(dá)式為：,其中 是徑向單位矢量.圖1徑向偏振光由于其獨(dú)特的偏振分布,徑向偏振光束具有獨(dú)特的聚焦特性,特別是在高數(shù)值 孔徑情況下,徑向偏振光在高數(shù)值孔徑透鏡聚焦時可以產(chǎn)生超越衍射極限的極小得 焦點(diǎn),比線偏振光和圓偏振光的聚焦點(diǎn)小得多,而且焦點(diǎn)區(qū)域的縱向電場變得非常 強(qiáng).聚焦時聚焦場具有一個很強(qiáng)的軸向分量,并可獲得非常小的聚焦光斑,具有超 分辨特性.由于這些獨(dú)特的聚焦特性,

8、徑向偏振光束在很多領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià) 值.通常,我們認(rèn)為徑向偏振光聚焦時,焦點(diǎn)處光斑直徑比線偏振光聚焦時要小,而且焦 點(diǎn)處光場分布具有很強(qiáng)的縱向分量.有人通過數(shù)值計(jì)算的方法對徑向偏振光和線偏 振光的聚焦光斑進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)只有滿足折射光線與光軸的夾角大于 70度時, 徑向偏振光的聚焦光斑直徑才會變得小于線偏振光聚焦光斑沿偏振方向的光斑直徑 小于70度那么相反.徑向偏振光的這一優(yōu)越特性可被開發(fā)并用于光學(xué)顯微、光刻和 光學(xué)數(shù)值存儲. 范文最新推薦近年來,人們對徑向偏振光的研究尤其是其聚焦的特性越來越重視.焦點(diǎn)處光 場具有很強(qiáng)的縱向分量正是光銀所需要的,利用徑向偏振光可以獲得捕獲更強(qiáng)的光 錫以及光

9、學(xué)勢阱鏈.由于徑向偏振光的中央對稱性,作為近場光學(xué)金屬探針的照 明光源,它能夠獲得更強(qiáng)的局域電磁場強(qiáng)度,提升探針靈敏度,或提升光纖外表等 離子體傳感器的靈敏度.同時,也能用徑向偏振光通過偏振特性的檢測分辨出納米 顆?；騿畏肿釉谌S空間中的方向 .圖2應(yīng)用腔外干預(yù)法生成徑向偏振光的實(shí)驗(yàn)原理圖1999年,俄羅斯科學(xué)院的A.V. Nesterov等人通過在CO2敷光器中放置一個偏 振選擇性的衍射鏡作為激光諧振腔的尾鏡,圖3,從而得到了徑向偏振光輸出.這 種偏振選擇性的衍射鏡對徑向偏振光具有很高的反射率 ,94%,且對于不想要的環(huán) 形偏振局部那么只有5 / 772%勺反射率.此實(shí)驗(yàn)的輸出彳向偏振光的功

10、率到達(dá)1.8千瓦,并具有很高的偏振純度.圖3應(yīng)用偏振選擇性的衍射鏡作為激光諧振腔的尾鏡來產(chǎn)生徑向偏振光束的實(shí) 驗(yàn)原理圖2007年,德國斯圖加特大學(xué)的 M.A. Ahmed等人在CO2敷光器諧振腔內(nèi),利用 多層介質(zhì)膜組成的圓形諧振光柵尾鏡,圖4,從而獲得了徑向偏振光輸出.此實(shí)驗(yàn) 中應(yīng)用的尾鏡包含一個 GaAs底層和一組標(biāo)準(zhǔn)的ZnSe和ThF4層,以及一個沉積錯 層.它是用來產(chǎn)生一束高功率的徑向偏振光束,并通過光柵將環(huán)形偏振耦合進(jìn)底層,從而抑制環(huán)形偏振.這種情況下,徑向偏振光的反射率將到達(dá)近 100%實(shí)驗(yàn) 中得到了 3千瓦的徑向偏振光束輸出功率,并在長時間的實(shí)驗(yàn)中,其功率到達(dá) 2.7 千瓦且保持了數(shù)個小時,顯示了其輸出的高穩(wěn)定性.圖4偏振鏡結(jié)構(gòu)圖2021年,日本Tokai大學(xué)物理系的 Masamori Endo 范文 最新推薦采用了一種新奇的激光諧振腔,圖5,來產(chǎn)生徑向偏振光束.這種激光諧振腔利 用一種 W隹形鏡作為諧振腔尾鏡