光学学报, 2014, 34 (s1): s126001, 网络出版: 2014-06-30  

基于光瞳滤波器的径向偏振光束的聚焦整形

Focus Shaping of Radial Polarized Beam Based on Pupil Filter
作者单位
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国石油大学(华东)理学院, 山东 青岛 266555
摘要
焦点区域的光强分布对许多光学系统的性能起到非常重要的作用。利用分区衍射光学元件和分区双半波片的组合作为光瞳滤波器,同时对径向偏振光束的相位和偏振方向进行分区调节,使其变为不同的分区柱矢量偏振光束,这样可以实现对聚焦光强分布的有效调控。利用Matlab数值模拟,设置不同的设计参数可以使焦平面上获得不同的光强分布。利用本方法,在焦平面上除了可以得到现有文献中报道的环形光强分布、平顶光斑光强分布外,还得到了一种平顶模式的环形光强分布。该研究结果在粒子的操控与捕获、激光微加工等许多领域有着潜在的应用价值。
Abstract
The optical intensity distribution in the focal volume plays an important role on the performance for many optical systems. Effective manipulation of focused optical intensity distribution can be obtained by using a pupil filter composed by zonal optical diffractive element and zonal double half-wave plate which can modulate both the phase and the direction of polarization of incident radially polarized beam zone by zone, and turn radially polarized beam into zonal sylindrically polarized beam. Numerical simulations of Matlab show that different intensity distributions can be obtained in the focal volume. Using the method, besides the existing doughnut intensity distribution and flattop focal spot in focal plane, the flattop doughnut intensity in the focal plane with hollow three-dimension (3D) pattern is obtained. This result can find potential use in fields such as particle manipulation and caption, laser micromachining, etc.

朱化凤, 王天阳, 刘佩, 付剑波, 李代林, 王宁, 王秀民. 基于光瞳滤波器的径向偏振光束的聚焦整形[J]. 光学学报, 2014, 34(s1): s126001. Zhu Huafeng, Wang Tianyang, Liu Pei, Fu Jianbo, Li Dailin, Wang Ning, Wang Xiumin. Focus Shaping of Radial Polarized Beam Based on Pupil Filter[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 34(s1): s126001.

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