1. 研究目的与意义（文献综述）

光波在传播的过程中，波的振动方向对于传播方向具有不对称性，这一现象我们称作光的偏振现象，而波的振动方向即为偏振方向。目前,人们对圆柱矢量光束的紧聚焦进行了深入的研究,得到了亚波长的纵向偏振光针、平顶光束、中空光场、准周期的光链、三维超分辨的焦点、亚波长的纯横向偏振光针、超分辨长焦深的暗通道和亚波长的纯纵向磁针等聚焦结构,这些丰富的聚焦场在高的存储密度光盘,二次谐波的产生、拉曼光谱、光学捕获与操控、纳米光刻、激光切割、材料加工、粒子加速、高分辨率成像、全光磁记录与自旋波操控等领域具有广阔的应用前景,将为国民经济的发展与光路的集成做出重要的贡献。理论上,加深了对光场的偏振、振幅与相位之间关系的理解。

突破光学衍射极限,一直是光学领域的主要研究课题之一。1952年,g. francia把光瞳滤波器置于光学成像系统中,首次突破了瑞利衍射极限。1972年，日本tohoku大学的y.mushiake等人首先在实验中得到了径向偏振光，他们在氦氖激光器中加入圆锥电介质元件，使除径向偏振以外的其它偏振分量达到高损耗，从而利用激光器输出径向偏振光束。2006年，d.w.diehl等对强聚焦径向偏振光束的特性进行了研究，同年，y.i.salamin推导出了径向偏振高斯激光束紧密聚焦场的解析表达式；e.y.syew等人系统的比较了径向偏振的高斯光，平面波以及bg光束的紧聚焦性质得出环形光阑调制的径可bg光束聚焦性能的改善最明显；y. kozawa等人计算了高阶径冋偏振拉盖尔-高斯（lg）光東的聚焦性能，硏究发现光束阶越高，光斑的横向尺寸越小。同时实验上测量了径向偏振光束紧聚焦的纵向成分。j. stadler等人于2008年在理论与实验上研究了采用高数值孔径的抛物反射镜聚焦径向偏振激光模式可形成最小的衍射极限焦点。

随着微光学及近场光学技术的发展，通常需要处理束腰宽度与波长可相比拟的强聚焦光束或大发散角光束，为了提高聚焦系统的分辨率以及捕获粒子的效率,提出一种新型的中空径向偏振光束的紧聚焦,设计特殊滤波器调制后不仅可实现亚波长的纵向偏振光针,而且可实现中空场分布,可用于操控折射率不同的两类粒子,为无接触的粒子捕获提供了新的途径；因此研究径向偏振中空高斯光束的紧聚焦特性显得尤为重要。

2. 研究的基本内容与方案

主要内容：

1. 分析径向偏振光束的基本概念及其应用前景

2. 建立径向偏振中空高斯光束的聚焦模型

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   3. 研究计划与安排

   第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的理论知识、技术要求以及相关资料。确定方案，完成开题报告。

   第4-8周：分析基本原理，进行理论推导。

   第9-13周：建立模型，进行仿真模拟，得到模拟结果，整理数据，进行理论分析，开始撰写毕业论文。

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1] 周炳琨,高以智,陈倜嵘等.激光原理[m].北京: 国防工业出版社,2009.

   [2] 周哲海.轴对称偏振光束的生成、特性及应用[d].北京: 清华大学图书馆,2010.

   [3] 贾信庭.轴对称偏振光束特性的研究[d]. 武汉: 华中科技大学,2011.

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