径向偏振拉盖尔-贝塞尔-高斯光束的紧聚焦特性开题报告
2020-05-02 17:08:07
1. 研究目的与意义(文献综述)
光的偏振即光波的振动方向对于传播方向的不对称性,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。传统的均匀偏振光束,如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光,其应用范围包含各个领域,更是在光通讯、显微技术、激光加工、摄影等方面起到了至关重要的作用。
径向偏振光是圆柱矢量光束的特例,相比于线偏振光具有许多独特的优势。结合环形孔径,高数值孔径物镜聚焦的径向偏振光产生比线偏振光更小的光斑尺寸以及强的纵向场分量,但是其能量转换效率相对较低。
1972年由y mushiake等人首次利用激光振荡方式在实验中通过he-ne激光器获得径向偏振光(radially polarized beam),不同于传统的圆偏振、线偏振和椭圆偏振等均匀偏振光束,这种偏振光是一种特殊的非均匀偏振光束,具有轴对称偏振结构,并且光轴处电场大小相同、偏振方向相反。径向偏振光的光束横截面上任意一点电场矢量方向始终与径向平行,即通过圆心的各个方向。径向偏振分布具有环形光斑模式分布,属于环形光束模式。与常见的基膜高斯光束不同,环形光束模式的光强分布的特点是光轴处为零,环绕光轴的环状上强度最强。其光强分布类似于一个环。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:
基于矢量衍射理论具体推导径向偏振lbg光束在自由空间聚焦场的数学表达式,根据其表达式通过matlab软件绘制其聚焦模型,通过模型分析聚焦场的强度、相位及偏振分布,再由实际特性结合紧聚焦场的设计讨论径向偏振lbg光束的紧聚焦特性。
目标:
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。
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.