渦旋光束是指在光場(chǎng)中心具有孤立奇點(diǎn)的光束,通常為空間上的相位奇點(diǎn)或偏振奇點(diǎn),因此光場(chǎng)的強(qiáng)度表現(xiàn)為中空的環(huán)形分布。對(duì)于攜帶相位奇點(diǎn)的渦旋光束,由于其具有螺旋前進(jìn)的位相exp（ilφ）,且光束中的光子均攜帶軌道角動(dòng)量ln,我們稱其為軌道角動(dòng)量（OAM）光束。由于其拓?fù)浜蓴?shù)l理論上可取任意整數(shù),因此其在光通信以及量子信息等領(lǐng)域有巨大的發(fā)展?jié)摿�。�?duì)于攜帶偏振奇點(diǎn)的光束,由于其光束截面上的偏振分布呈柱對(duì)稱的形式,因此我們稱之為軸對(duì)稱偏振光束,也叫柱矢量光（CVBs）,其中得到最廣泛研究的的主要是角向偏振光和徑向偏振光,這兩種光束由于其特殊的偏振分布,在使用透鏡聚焦時(shí)會(huì)呈現(xiàn)特殊的聚焦光斑,因此在表面等離子體激發(fā)、激光加工等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。而這兩種光束都具有環(huán)形的光場(chǎng)分布,因此在粒子操縱方面都有潛在的應(yīng)用前景。之前的研究中,有很多的方法可以產(chǎn)生軌道角動(dòng)量光和柱矢量光。對(duì)于軌道角動(dòng)量光,主要可以由柱透鏡組、螺旋位相片、空間光調(diào)制器產(chǎn)生;對(duì)于柱矢量光,主要可以由各向異性晶體、半波片組、亞波長(zhǎng)光柵以及空間光調(diào)制器產(chǎn)生。相比于這些空間光器件,在光纖中產(chǎn)生軌道角動(dòng)量光和柱矢量光具有更高的效率和更高的模式... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：138 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２徑向偏振光和角向偏振光的光場(chǎng)及偏振分布??１??

?第一章緒論???ｆ?／?２?＼??＾ｌＪＴ＼?＾?２＾ｍ?＝０?（１＿１２）??Ｉ?ｗ（ｚ）Ｊ?＾?ｗ?（ｚ））??式（１．１１）決定里光場(chǎng)強(qiáng)度分布的零點(diǎn)個(gè)數(shù)及位置，當(dāng)／?＝?〇時(shí)，光場(chǎng)的分布??沿角向沒有變化，而式（１．１１）化簡(jiǎn)為／；＝〇，其根的個(gè)數(shù)為尸，即光場(chǎng)在徑向變化??ｐ次，因此光場(chǎng)表現(xiàn)為中心亮斑而帶有；Ｊ個(gè)暗環(huán)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)／＊〇時(shí)，光場(chǎng)表現(xiàn)為??中心暗而帶有Ｐ?＋?１個(gè)亮環(huán)的結(jié)構(gòu)［５］。如圖１．４所示幾種不同的拉蓋爾－高斯光束。??□?Ｍｌ??灣?ＢＨＨＩ?■?°??圖１．４幾種拉蓋爾－高斯光束的光強(qiáng)分布（上）和相位分布（下），分別為、??ＺＧｎ?和?Ｚ／Ｇ２１??此外，方程（１．１．９）的解還有另外的形式滿足旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，通常稱為貝塞爾－高??斯（Ｂｅｓｓｅｌ－Ｇａｕｓｓ）光：??ｕ（ｒ，ｚ）?＝?Ｅ０ＪＱ（—＾—＼?－＾－ｅｘｐ［－／＞（ｚ）］ｅｘｐ?ｉ－＾ｒ１?ｅｘｐ?（１．１３）??ｌ＾ｌ?＋?／ｚ／ｚ０Ｊ?ｗ｛ｚ）?Ｌ?ｗ」匕?２《（ｚ）」Ｌ?１?＋?ｚｚ／ｚ〇?Ｊ??其中／？為常數(shù)，以２）為Ｇｏｕｙ相移，＊７。為零階貝塞爾函數(shù)。當(dāng)々＝０時(shí)，式??（１．１．１３）化為基模高斯光。??對(duì)于像柱矢量光這樣的，偏振空間非均勻分布的光束，需要考慮矢量??Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ?方程：??Ａｘ?Ａｘ?＾２￡?＝?〇?（１．１４）??在柱坐標(biāo)系下，其解形式為：??４??

?第一章緒論???ＵＪＥＳｉ＾Ｊ??圖１．５通過正交偏振的厄米－高斯光束可以合成徑向偏振光和角向偏振光??１．１．２軌道角動(dòng)量光束的光子軌道角動(dòng)量??由于軌道角動(dòng)量光束攜帶的大小為找的軌道角動(dòng)量，當(dāng)其照射到微粒上時(shí)，??可以將軌道角動(dòng)量轉(zhuǎn)移到微米以及亞微米量級(jí)的微粒上，使其旋轉(zhuǎn)。而其這一特??性，直到１９９２年才被發(fā)現(xiàn)。電磁場(chǎng)的角動(dòng)量密度為［６］：??Ｗ?＝?ｅ０ｒｘ＾Ｅ?ｘＢ?）?（１．２１）??其中１和５分別為光場(chǎng)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，其總角動(dòng)量為??７?＝?＾〇ｐｘ（?Ｅ?ｘＢ?）ｄｒ＾Ｌ?ｘＳ?（１．２２）??其中ｚ和ｓ分別為軌道角動(dòng)量和自旋角動(dòng)量。在傍軸條件下，忽略電場(chǎng)矢量??和磁場(chǎng)矢量的二階導(dǎo)數(shù)以及它們一階導(dǎo)數(shù)的乘積，并且使用慢變振幅ｗ，電場(chǎng)和??磁場(chǎng)可簡(jiǎn)化為：??）＼?ｄ．２３）??Ｂ＾ｉｋ?ｕｅ＋－?—?ｅ．?ｅ￣，ｋｚ??Ｉ?？?ｋｄｙ?－ｊ??得到線動(dòng)量密度：??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Self-starting passively mode-locked all fiber laser based on carbon nanotubes with radially polarized emission[J]. Yong Zhou,Jian Lin,Xiaoqiang Zhang,Lixin Xu,Chun Gu,Biao Sun,Anting Wang,Qiwen Zhan.  Photonics Research. 2016(06)
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[3]旋光光纖的數(shù)值分析[J]. 鮑振武,張雅綺.  電子學(xué)報(bào). 1997(09)
[4]旋光光纖的電磁場(chǎng)理論分析[J]. 鮑振武,黃禮豐.  電子學(xué)報(bào). 1995(09)

博士論文
[1]飛秒激光微細(xì)加工電介質(zhì)材料與微光器件制備研究[D]. 李玉華.華中科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3000475