基于分形结构的螺旋波带片的聚焦特性的研究

发布时间：2024-02-20 23:59

　　涡旋光束是指一类携带轨道角动量,并且具有螺旋形相位波前结构的光束。涡旋光束中心是个暗斑,这里的相位是变化的,不确定的值。因此这些独特的性质使得涡旋光束已经被广泛地应用于很多领域,例如粒子操纵、微纳加工、光通信等领域。近年来,科研工作者发现了产生涡旋光束的多种方法,主要包括:计算全息法、几何模式转换法、螺旋相位板法和液晶空间光调制法等。随着科研工作者对涡旋光束不断研究,一些具有奇特性质的新型涡旋光束被接连不断的提出。本文主要针对分形结构螺旋波带片的衍射特性进行了详细的研究,全文的主要内容概括为以下三点:1.首先介绍了涡旋光束、高级衍射现象以及大焦深衍射光学元件的研究背景和意义,简单介绍了目前常用的产生涡旋光束的几种方式,紧接着描述了涡旋光束的相关应用。然后详细介绍了涡旋光束的基本原理、标量衍射理论以及菲涅尔波带片的聚焦特性。随后,我们又介绍了螺旋波带片、单焦点螺旋波带片以及分形螺旋波带片的设计原理和衍射特性。2.Cantor序列螺旋波带片,在分形螺旋波带片的基础上,通过沿着方位角方向使用两个调制参数来修改正弦窗函数消除高次谐波。本文详细介绍了Cantor序列螺旋波带片。从原理的设计、衍射...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1计算机生成不同阶数的全息光栅

1绪论4则相应的光波可以分别写为物光波E1exp(iθ)，参考光波E2exp(iθ)，那么这两束光波干涉之后的光强:22121212IEE2EEcos()(1.1)其中2E1E2cos(θ-θ)决定了两束光波干涉之后的光强分布，可以通过光强分布完成全息光栅的制备。若一涡旋光束E1....

图1.2计算全息法光路实验图

1绪论5由电脑进行显示。计算全息法的优点在于产生方式比较灵活，缺点在于衍射效率比较低。图1.2计算全息法光路实验图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学元件，它的几何机理在于利用螺旋相位板方位角上的厚度特点，调控入射光不同....

图1.3p=3的两类相位板结构图（a）螺旋相位板；（b）多阶梯螺旋相位板

1绪论6任意相邻的两个阶梯之间相位差等于2pN。图1.3展示了拓扑荷数等于3的相位板结构图，图（a）中的相位呈现渐变化；图（b）展示了阶梯型螺旋相位板的结构图，它的相位是阶梯状变化的，这里存在24个相位阶梯，且紧挨着的两阶相位差等于/4。图1.3p=3的两类相位板结构图（a）螺旋....

图1.5空间光调制器法产生涡旋光的实验光路图

1绪论7图1.4附加相位存在引起的螺旋波前结构图1.2.3空间光调制器法液晶空间光调制器是一类对光波光场进行调制的衍射光学器件，其原理是是通过液晶的光电效应来调制相位和振幅。目前而言，空间光调节器存在透射式和反射式。实验中我们利用反射器空间光调制器产生涡旋光束的实验光路图如1.5....

本文编号：3904719