渦旋光束是指一類攜帶軌道角動量,并且具有螺旋形相位波前結(jié)構(gòu)的光束。渦旋光束中心是個暗斑,這里的相位是變化的,不確定的值。因此這些獨特的性質(zhì)使得渦旋光束已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于很多領(lǐng)域,例如粒子操縱、微納加工、光通信等領(lǐng)域。近年來,科研工作者發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生渦旋光束的多種方法,主要包括:計算全息法、幾何模式轉(zhuǎn)換法、螺旋相位板法和液晶空間光調(diào)制法等。隨著科研工作者對渦旋光束不斷研究,一些具有奇特性質(zhì)的新型渦旋光束被接連不斷的提出。本文主要針對分形結(jié)構(gòu)螺旋波帶片的衍射特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究,全文的主要內(nèi)容概括為以下三點:1.首先介紹了渦旋光束、高級衍射現(xiàn)象以及大焦深衍射光學(xué)元件的研究背景和意義,簡單介紹了目前常用的產(chǎn)生渦旋光束的幾種方式,緊接著描述了渦旋光束的相關(guān)應(yīng)用。然后詳細(xì)介紹了渦旋光束的基本原理、標(biāo)量衍射理論以及菲涅爾波帶片的聚焦特性。隨后,我們又介紹了螺旋波帶片、單焦點螺旋波帶片以及分形螺旋波帶片的設(shè)計原理和衍射特性。2.Cantor序列螺旋波帶片,在分形螺旋波帶片的基礎(chǔ)上,通過沿著方位角方向使用兩個調(diào)制參數(shù)來修改正弦窗函數(shù)消除高次諧波。本文詳細(xì)介紹了Cantor序列螺旋波帶片。從原理的設(shè)計、衍射...

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1計算機生成不同階數(shù)的全息光柵

1緒論4則相應(yīng)的光波可以分別寫為物光波E1exp(iθ)，參考光波E2exp(iθ)，那么這兩束光波干涉之后的光強:22121212IEE2EEcos()(1.1)其中2E1E2cos(θ-θ)決定了兩束光波干涉之后的光強分布，可以通過光強分布完成全息光柵的制備。若一渦旋光束E1....

圖1.2計算全息法光路實驗圖

1緒論5由電腦進(jìn)行顯示。計算全息法的優(yōu)點在于產(chǎn)生方式比較靈活，缺點在于衍射效率比較低。圖1.2計算全息法光路實驗圖1.2.2螺旋相位板法螺旋相位板（SpiralPhasePlate，SPP）是螺旋相位表面的光學(xué)元件，它的幾何機理在于利用螺旋相位板方位角上的厚度特點，調(diào)控入射光不同....

圖1.3p=3的兩類相位板結(jié)構(gòu)圖（a）螺旋相位板；（b）多階梯螺旋相位板

1緒論6任意相鄰的兩個階梯之間相位差等于2pN。圖1.3展示了拓?fù)浜蓴?shù)等于3的相位板結(jié)構(gòu)圖，圖（a）中的相位呈現(xiàn)漸變化；圖（b）展示了階梯型螺旋相位板的結(jié)構(gòu)圖，它的相位是階梯狀變化的，這里存在24個相位階梯，且緊挨著的兩階相位差等于/4。圖1.3p=3的兩類相位板結(jié)構(gòu)圖（a）螺旋....

圖1.5空間光調(diào)制器法產(chǎn)生渦旋光的實驗光路圖

1緒論7圖1.4附加相位存在引起的螺旋波前結(jié)構(gòu)圖1.2.3空間光調(diào)制器法液晶空間光調(diào)制器是一類對光波光場進(jìn)行調(diào)制的衍射光學(xué)器件，其原理是是通過液晶的光電效應(yīng)來調(diào)制相位和振幅。目前而言，空間光調(diào)節(jié)器存在透射式和反射式。實驗中我們利用反射器空間光調(diào)制器產(chǎn)生渦旋光束的實驗光路圖如1.5....

本文編號：3904719