基于液晶几何相位器件产生完美高阶庞加莱球光束

论文摘要

涡旋光和矢量光都属于传统高阶庞加莱球光束范畴,对于此类特种光场来说,特有的圆环形光强分布会随着它们的拓扑荷或偏振级数显著改变。而令人遗憾的是,这种特性往往会阻碍其在光学操控和光通信中的应用。近年来,两种新型光场被报道出来以解决这一难题,人们称之为完美涡旋光和完美矢量光。然而,迄今为止,这种概念还没有被拓展到整个高阶庞加莱球上。在本篇论文中,我们首次提出了完美高阶庞加莱球光束的概念,并且通过数字化螺旋形的几何相位与圆形达曼光栅的特殊结构设计,利用动态光控取向液晶的方法进行了实验验证。通过调整入射光的偏振态,我们可以得到完美高阶庞加莱球上任意一点所对应的光束。另外,我们可以设计不同的参数,高效地产生单环和多环的完美高阶庞加莱球光束,能量分布也有很高的均匀性。实验中所有的数据结果都与理论计算很好地吻合。这个集成化的液晶器件对完美光学角动量操控和众多尖端应用提供了强有力的支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 几何相位
•     1.1.1 几何相位概述
•     1.1.2 几何相位器件
•   1.2 高阶庞加莱球
•     1.2.1 高阶庞加莱球概述
•     1.2.2 传统高阶庞加莱球光束
•   1.3 研究目的
•   参考文献
• 第二章 液晶圆形达曼q波片
•   2.1 液晶
•     2.1.1 液晶的各向异性及有序性
•     2.1.2 液晶光控取向技术
•   2.2 液晶圆形达曼q波片的设计和制备
•     2.2.1 达曼光栅和圆形达曼光栅
•     2.2.2 液晶圆形达曼q波片的设计
•     2.2.3 液晶圆形达曼q波片的制备
•   2.3 本章小结
•   参考文献
• 第三章 完美高阶庞加莱球光束的产生和检测
•   3.1 完美涡旋光束的产生和检测
•   3.2 完美矢量光束的产生和检测
•   3.3 测试结果分析与讨论
•   3.4 本章小结
•   参考文献
• 第四章 结论与展望
•   4.1 结论
•   4.2 展望
•   参考文献
• 攻读硕士期间的学术成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐然

导师: 胡伟

关键词: 高阶庞加莱球,液晶,完美涡旋,完美矢量

来源: 南京大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 南京大学

分类号: O43

总页数: 81

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