主要研究了调制入射光场的衍射光学元件(DOE)对聚焦场的影响。以贝塞尔-高斯光束为例,利用Richards-Wolf矢量衍射积分理论,分析几种不同DOE结构调制的径向偏振光束的4π聚焦场。数值模拟结果表明径向偏振光束经DOE调制后的4π聚焦,在焦平面附近形成了具有潜在应用价值的多光球结构,并且发现形成的光球的个数与DOE的环数有关,而DOE的透射函数对其影响较小,且所形成光球的个数会随着DOE结构环数的增加而增加。
物理光学 偏振 衍射光学元件 4π聚焦系统; 光球 光学学报
2021, 41(20): 2026001
基于Richards-Wolf矢量衍射积分理论,利用角向偏振涡旋光束经高数值孔径透镜强聚焦后有径向分量的结论,研究了经衍射光学元件调制的角向偏振拉盖尔高斯光束的4pi聚焦特性。模拟结果显示,通过选取合适的拦截比、数值孔径及衍射光学元件的外环结构三个参量,可以在焦平面上得到平顶光场。在此基础上,通过改变三个参量中的任意一个参量,平顶光场结构均会向光针结构转变;通过改变三个参量中的任意两个参量,会获得很好的暗通道结构,并且获得的暗通道结构基本相同。这些特殊焦场结构之间的转换在光学微操控领域具有潜在的应用价值。
物理光学 涡旋光束 偏振 平顶光场 光针 暗通道 光学学报
2020, 40(12): 1226001
依据角向偏振涡旋光束强聚焦有径向分量的结论,修正了角向偏振涡旋光束的强聚焦场公式,重新研究了高阶角向偏振拉盖尔高斯涡旋光束经过衍射光学元件和高数值孔径透镜后的强聚焦特性。结果发现,在焦平面附近获得了新的三维三光链结构(沿着光轴方向的一条三维主光链和对称的两条三维傍轴次光链),详细分析了入射光束缔合拉盖尔多项式的径向模数和光束的拦截比、衍射光学元件结构和聚焦系统的数值孔径对三光链的影响。结果表明,径向模数的改变会破坏三光链结构,通过调控衍射光学元件结构和拦截比可以重新获得对称性更高的三光链结构,从而实现对三光链结构的高自由度调控。
物理光学 偏振 涡旋光束 衍射光学元件 高数值孔径 三光链
