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光场调控下的椭圆偏振光的聚焦特性

焦向阳  赵建林  王倩  
【摘要】:矢量光束(Vector Beams)作为一种具有独特偏振态分布的特殊光波场,近年来已经在众多领域得到了广泛的研究和应用,并受到越来越多的关注。矢量光束在经过不同形状的二元光学元件调制以后,在聚焦场焦点处的光场强度、相位分布及动力学特性都会表现出与传统单一偏振光场所不同的性质。人们利用理查德-沃尔夫矢量衍射积分法分析了各种模式下的矢量光束聚焦场焦斑分布及其特性,并通过衍射光学元件对光束的调控,模拟得到了各种形状的焦斑分布。本文在此基础上,分析了光场调控下的椭圆偏振光的聚焦特性,证实椭圆偏振光聚焦场的纵向分量带有涡旋相位,并沿着光轴方向分裂为两部分。通过对衍射光学元件的调节,得到了长焦深的聚焦场的纵向分量。此外,将椭圆偏振光的手性与引入的涡旋拓扑荷的结合,可以改变聚焦场的涡旋相位。模拟结果表明,光束的自旋角动量可以通过聚焦转化为焦点处的轨道角动量。这种带有涡旋相位的劈裂状聚焦场可以用于粒子加速和光学捕捉等。

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