导读:本文包含了矢量光束论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光束,矢量,偏振,涡旋,光栅,角动量,光学。
矢量光束论文文献综述
刘山峰,袁沭娟,孙钰淇,杨茜,刘扬眉[1]（2019）在《亚波长光栅负折射透镜的柱矢量光束聚焦特性》一文中研究指出研究亚波长负折射光栅透镜的柱矢量光束聚焦效应,探索并分析光栅的材料、几何参数等对聚焦效果的影响。亚波长光栅的-1级衍射效应可实现等效负折射现象,结合等光程原理可设计出聚焦平凹镜。利用柱对称坐标系下的有限元算法,分析不同材料折射率、不同等效负折射率、不同预设焦距对实际聚焦效果的影响。结果表明:材料折射率能影响聚焦场的能量效率;等效负折射率为-1时,焦点尺寸最小;预设焦距越小,焦点尺寸越小。聚焦场中纵向电场的比例是影响聚焦场横向尺寸的决定性因素。因此,合理设定光栅负折射率、材料折射率,优化负折射光栅平凹镜设计,能够获得优化的聚焦效果。本工作为柱矢量光束聚焦场调控及相关领域的微纳结构设计提供了参考。(本文来源于《光学学报》期刊2019年11期）
王子潇[2]（2019）在《矢量涡旋光束表面等离激元器件的研究》一文中研究指出涡旋光束和柱状矢量光束具有随空间变化的波前相位分布和偏振分布,这些特性使得它们在光通信、量子纠缠、光镊子、显微技术、激光加工等领域具有巨大的应用前景。传统的涡旋光束/矢量光束生成和检测手段往往需要大量体光学元件,复杂的光学系统限制了它们的应用。表面等离激元可以将电磁波限制在亚波长的尺度上,这种在纳米尺度操纵光波的能力使得表面等离子体器件成为光电、生物、化学等领域的研究热点。本论文主要针对表面等离激元的耦合和传输特性,研究片上矢量涡旋光束的检测或生成,探索对矢量光束进行操纵的表面等离子体器件的设计及应用。本论文的主要研究成果和创新点如下:1.基于表面等离激元的干涉现象,提出了一种同时探测矢量涡旋光束自旋和轨道角动量的表面等离子体器件设计方案。已有的研究对矢量涡旋光束自旋和轨道角动量同时探测的讨论十分有限。本论文所提出的结构可以区分通信波段上拓扑电荷数|l|<3的矢量涡旋光束和标量涡旋光束。该结构适用于整数阶和非整数阶轨道角动量光束的探测,拓扑电荷数可以根据干涉图样特征条纹位置直接读出。此外,该结构还具有非破坏性探测、设计灵活、较大的制造公差容忍度等优点。2.借鉴体光学器件波带片的原理,提出了表面等离激元平面内波带片结构,并将该结构用于涡旋光束的轨道角动量探测。通过波带片的成像理论建立了表面等离激元平面内波带片的聚焦模型,得到了轨道角动量和聚焦点位置的关系。经过设计,所提出的结构可以探测拓扑电荷数|l|<3的涡旋光束。此外,平面内波带片所用的单缝隙结构还被进一步改进为正交缝隙阵列结构,实现了对矢量涡旋光束的自旋和轨道角动量的同时探测。该方案设计灵活,对加工精度要求较低,它在片上矢量涡旋光束检测、量子态操作等领域具有潜在的应用价值。3.基于表面等离激元平面内全反射的原理,设计了一种用于汇聚角向偏振矢量光束的表面等离子体透镜。该透镜具有较高的设计自由度,可以针对特定波长或宽带波段优化;可以独立工作,或与其它结构配合以实现径向和角向偏振同时汇聚。此外,在平面内全反射条件被破坏的情况下,所提出的结构还可以作为液体折射率传感器使用。文中研究了器件在折射率为1.3到1.45的环境内的传感性能。该传感器基于强度探测,结构更简单。因此,该透镜在近场能量汇聚、近场成像、传感等方面具有一定的应用前景。4.基于混合阶庞加莱球的特性,提出了一种可生成混合阶庞加莱球上任意态光束的metasurface设计方案。所提出的方案将自旋相关的菲涅耳透镜相位分布与角向相位分布相结合,使得输入的左旋和右旋圆偏振光可以被独立地转化为混合阶庞加莱球上南北两极所表示的光束。根据庞加莱球上各个状态间的转换和迭加关系,所提出的设计方案可以将普通庞加莱球上任意状态一一映射到混合阶庞加莱球上,从而实现任意可调的复杂矢量光束生成。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-06-01）
高源[3]（2019）在《矢量光束的高效动态生成及其在光学微操纵中的应用》一文中研究指出随着对光与物质相互作用领域的深入研究,人们越来越重视对光场振幅、相位、偏振等参数的高效、精确调控,其中矢量光束因其特殊的非均匀偏振态分布特性逐渐成为该领域中的研究热点。根据矢量光束产生位置的不同,我们可以将矢量光束生成方式分为腔内生成与腔外生成两种方式。通过腔内方法产生的矢量光束能量转化效率高,但模式单一固定,无法灵活改变;通过腔外方法,可以根据不同需求灵活、动态产生不同模式的矢量光束,但能量转化效率低。本文就如何克服腔外生成方式中能量转化效率低的弊端,如何在腔外生成方式中实现对矢量光场进行振幅、相位、偏振的全矢量任意调控两个方面,进行了如下研究工作:首先,我们提出了两种基于空间光调制器上分屏复用技术的矢量光束高效生成方案。第一种是利用侧向位移分光棱镜进行分束、合束的离轴生成方法。该方法在保证光场调控自由度与调控稳定性的前提下,通过优化矢量光束生成中的分束、合束过程,实现了矢量光束的高效生成,生成效率达30%以上;第二种方法是利用偏振分光棱镜的同轴生成方法。在该方法中,我们使用超高清GAEA-2新型相位型空间光调制器,其上共有3840x2160像素、单个像素尺寸3.84微米,可以对入射光进行更为精确的相位调控。我们将偏振分光棱镜放置于一个菱形环路干涉系统中,使得入射的基模光束被偏振分光棱镜分束后,在空间光调制器上进行相位调制,最后再经由同一个偏振分光棱镜合束生成矢量光束。在同轴条件下,我们在实验中生成了经典柱对称矢量光束、多偏振奇点矢量光束以及高阶Poincare球上对应点的椭圆偏振分布等不同类型矢量光束,其中经典径向偏振光的生成效率已达到45%以上。两种新方法与传统的矢量光束腔外生成方法相比,光束产生效率均有数量级上的提高。其次,我们研究了矢量光束在焦场设计中的应用,基于完美涡旋思想与焦场逆向设计方法设计生成了圆形、正方形、“8”字形等具有完美相位梯度的不同类型焦场,并将它们运用到光学微操纵实验中,捕获并驱动直径3.2微米的聚苯乙烯小球沿特定轨迹进行运动。我们通过对正方形、“8”字形焦场中轨道奇点的修正,提高了焦场对粒子操控的稳定性。最后,我们根据已有焦场叁维空间中的标量光束整形技术,独立调控两个偏振正交分量振幅、相位的叁维分布后让两者共线迭加,提出了在焦场叁维空间中的矢量光束整形方法。根据此方法我们在实验中产生了倾斜圆环、叁维阿基米德螺旋线、二维圆环与叁维阿基米德螺旋线嵌套分布等不同类型焦场案例。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
周国尊,田维坚[4]（2019）在《使用亚波长光栅器件产生圆柱型矢量光束》一文中研究指出基于严格矢量衍射理论,分析了亚波长光栅将圆偏光转化为线偏光的机理。根据分析的结果提出了一种利用光栅空间分布控制出射光偏振态分布的方法,并使用该方法规设计了一类光栅区域呈多带环形分布的偏振器件。通过改变该型器件的环形光栅区域数量,可以得到不同的偏振光束。通过对出射光束使用Richards-Wolf矢量衍射法进行数值分析,得到了在大数值孔径条件下,聚焦光束在焦点附近的归一化光强分布。其中大多数出射光束的焦点光强分布为平顶光斑,光斑的最大径向半高全宽达到了1.541λ。与同数值孔径下线偏光、径向偏振光及角向偏振光的聚焦光强分布具有明显区别。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年03期）
曹萌,周婧雯,汤继鸿,裴春莹,尹亚玲[5]（2019）在《新型椭圆矢量空心光束中瑞利粒子的操控理论》一文中研究指出提出了一种利用椭圆矢量空心光束实现瑞利粒子非对称操控的方案。理论计算了椭圆矢量空心光束对放置其中的瑞利粒子作用的散射力和梯度力。以实验产生的椭圆矢量空心光束作为操控光束,以乙酰苯液体中水分子团为研究对象,进行了相关粒子的囚禁动力学理论分析,采用蒙特卡罗方法进行了相关模拟。理论研究结果表明,瑞利粒子在椭圆矢量空心光束中所受散射力的大小远远小于所受梯度力的大小,选择合适的光强可以将瑞利粒子囚禁在光束非对称空心部分。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年05期）
谢莉莎,吴本科,邓小玖[6]（2018）在《截断非傍轴矢量高斯光束的传输特性》一文中研究指出文章基于非傍轴矢量光束横截面上光强的严格定义〈S_z〉,采用桶中功率定义光束的束宽、远场发散角以及M~2因子。以截断非傍轴矢量高斯光束为例,对光束的传输特性进行了详细的理论分析和数值计算,并与非傍轴标量理论的结果进行了比较分析。数值计算表明,束腰半径W (0)<λ时,传输特性的矢量描述与非傍轴标量描述有显着差别。当截断参量R/ω_0<0.5时,截断高斯光束的传输特性与截断平面波的传播趋于一致;当截断参量R/ω_0>2时,过渡到自由高斯光束的传播。(本文来源于《合肥工业大学学报(自然科学版)》期刊2018年10期）
付时尧,高春清[7]（2019）在《矢量涡旋光束的模式连续可调生成技术》一文中研究指出矢量涡旋光束是一种新型的结构光束,具有横截面各向异性分布的偏振态,同时携带有轨道角动量。矢量涡旋光束的这些独特性质使得其在光通信、光镊、激光加工等领域具有重要的应用价值。对于不同的应用,所需的矢量涡旋光束的偏振态、相位分布不同,因此偏振、相位模式连续可调的矢量涡旋光束的生成系统是矢量涡旋光束应用的重要基础。报道了本课题组在矢量涡旋光束生成方面的工作,主要介绍了腔外模式连续可调的矢量涡旋光束的生成方法,以及矢量涡旋光束阵列的生成方法。(本文来源于《光学学报》期刊2019年01期）
顾颖,倪欣倩,王晨辉,徐洁雨,瞿冬豪[8]（2018）在《对称散焦加速光束的坡印廷矢量和角动量研究》一文中研究指出对称散焦加速光束互为对称的两半个部分,外观上与经典艾里光束相近,也具有与艾里光束相似的加速特性,即两个类艾里光束部分都可看作加速光束。为研究对称散焦加速光束的光学拓扑结构和动力学特性,首先研究了对称散焦加速光束的坡印廷矢量,即传输过程中它的能量流动情况。进一步,通过研究该光束的角动量特性,发现这种表面上看起来对称的光束,实际上并不对称。主要表现为光束的左右两部分的角动量分布方向完全相反,即一个类艾里光束沿顺时针方向旋转,另一个类艾里光束沿逆时针方向旋转。这一研究结果,为更好的将对称散焦加速光束应用于实际的科学研究奠定了理论基础。(本文来源于《激光杂志》期刊2018年06期）
于娜娜,席思星,张春元[9]（2018）在《多涡旋相位径向矢量光束紧聚焦产生多聚焦光斑》一文中研究指出对加载对称四涡旋相位的高斯径向矢量光束的紧聚焦特性进行了理论和模拟实验研究。在径向矢量光场加载对称的四个涡旋相位,并调节涡旋相位中心奇点与光场中心的距离,基于理查德沃尔夫矢量衍射理论进行紧聚焦。研究结果表明,在涡旋相位中心与光场中心距离为0.62 w的情况下,聚焦场中得到了5个焦斑的结果,改变涡旋相位间的距离可以调节中心聚焦斑与周围4个聚焦斑的能量分布。(本文来源于《河北工程大学学报(自然科学版)》期刊2018年02期）
曹伦,耿滔[10]（2018）在《矢量圆对称Airy光束传输特性研究》一文中研究指出以径向偏振圆对称Airy光束为例,基于Rayleigh-Sommerfeld矢量衍射理论,探讨了矢量圆对称Airy光束的传输特性。随着光束波长增大其自聚焦焦距减小,光束等效数值孔径增大。与傍轴理论计算结果比较后发现,当等效数值孔径大于0.09时,傍轴理论不再适用,因为此时傍轴理论低估了光波的衍射效应和矢量性。(本文来源于《光学仪器》期刊2018年03期）
矢量光束论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
涡旋光束和柱状矢量光束具有随空间变化的波前相位分布和偏振分布,这些特性使得它们在光通信、量子纠缠、光镊子、显微技术、激光加工等领域具有巨大的应用前景。传统的涡旋光束/矢量光束生成和检测手段往往需要大量体光学元件,复杂的光学系统限制了它们的应用。表面等离激元可以将电磁波限制在亚波长的尺度上,这种在纳米尺度操纵光波的能力使得表面等离子体器件成为光电、生物、化学等领域的研究热点。本论文主要针对表面等离激元的耦合和传输特性,研究片上矢量涡旋光束的检测或生成,探索对矢量光束进行操纵的表面等离子体器件的设计及应用。本论文的主要研究成果和创新点如下:1.基于表面等离激元的干涉现象,提出了一种同时探测矢量涡旋光束自旋和轨道角动量的表面等离子体器件设计方案。已有的研究对矢量涡旋光束自旋和轨道角动量同时探测的讨论十分有限。本论文所提出的结构可以区分通信波段上拓扑电荷数|l|<3的矢量涡旋光束和标量涡旋光束。该结构适用于整数阶和非整数阶轨道角动量光束的探测,拓扑电荷数可以根据干涉图样特征条纹位置直接读出。此外,该结构还具有非破坏性探测、设计灵活、较大的制造公差容忍度等优点。2.借鉴体光学器件波带片的原理,提出了表面等离激元平面内波带片结构,并将该结构用于涡旋光束的轨道角动量探测。通过波带片的成像理论建立了表面等离激元平面内波带片的聚焦模型,得到了轨道角动量和聚焦点位置的关系。经过设计,所提出的结构可以探测拓扑电荷数|l|<3的涡旋光束。此外,平面内波带片所用的单缝隙结构还被进一步改进为正交缝隙阵列结构,实现了对矢量涡旋光束的自旋和轨道角动量的同时探测。该方案设计灵活,对加工精度要求较低,它在片上矢量涡旋光束检测、量子态操作等领域具有潜在的应用价值。3.基于表面等离激元平面内全反射的原理,设计了一种用于汇聚角向偏振矢量光束的表面等离子体透镜。该透镜具有较高的设计自由度,可以针对特定波长或宽带波段优化;可以独立工作,或与其它结构配合以实现径向和角向偏振同时汇聚。此外,在平面内全反射条件被破坏的情况下,所提出的结构还可以作为液体折射率传感器使用。文中研究了器件在折射率为1.3到1.45的环境内的传感性能。该传感器基于强度探测,结构更简单。因此,该透镜在近场能量汇聚、近场成像、传感等方面具有一定的应用前景。4.基于混合阶庞加莱球的特性,提出了一种可生成混合阶庞加莱球上任意态光束的metasurface设计方案。所提出的方案将自旋相关的菲涅耳透镜相位分布与角向相位分布相结合,使得输入的左旋和右旋圆偏振光可以被独立地转化为混合阶庞加莱球上南北两极所表示的光束。根据庞加莱球上各个状态间的转换和迭加关系,所提出的设计方案可以将普通庞加莱球上任意状态一一映射到混合阶庞加莱球上,从而实现任意可调的复杂矢量光束生成。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
矢量光束论文参考文献
[1].刘山峰,袁沭娟,孙钰淇,杨茜,刘扬眉.亚波长光栅负折射透镜的柱矢量光束聚焦特性[J].光学学报.2019
[2].王子潇.矢量涡旋光束表面等离激元器件的研究[D].北京交通大学.2019
[3].高源.矢量光束的高效动态生成及其在光学微操纵中的应用[D].南京大学.2019
[4].周国尊,田维坚.使用亚波长光栅器件产生圆柱型矢量光束[J].红外与激光工程.2019
[5].曹萌,周婧雯,汤继鸿,裴春莹,尹亚玲.新型椭圆矢量空心光束中瑞利粒子的操控理论[J].激光与光电子学进展.2019
[6].谢莉莎,吴本科,邓小玖.截断非傍轴矢量高斯光束的传输特性[J].合肥工业大学学报(自然科学版).2018
[7].付时尧,高春清.矢量涡旋光束的模式连续可调生成技术[J].光学学报.2019
[8].顾颖,倪欣倩,王晨辉,徐洁雨,瞿冬豪.对称散焦加速光束的坡印廷矢量和角动量研究[J].激光杂志.2018
[9].于娜娜,席思星,张春元.多涡旋相位径向矢量光束紧聚焦产生多聚焦光斑[J].河北工程大学学报(自然科学版).2018
[10].曹伦,耿滔.矢量圆对称Airy光束传输特性研究[J].光学仪器.2018
论文知识图
