部分相干径向偏振光束的聚焦特性

【摘要】径向偏振光束是一种典型的柱矢量光束。由于径向偏振光束通过高数值孔径物镜的独特紧聚焦性质，使得它在各个领域有着重要应用，比如显微镜，平板印刷，全息，电子加速，质子加速，颗粒捕集，材料加工，光学数据存储，高清晰度计量，超分辨率成像，电浆聚焦，激光加工等。部分相干径向偏振光束被深入理论研究，并且最近已经在实验中产生。部分相干径向偏振光在减少湍流引起的闪烁方面比线偏振部分相干高斯光束有优势，因此对自由空间的光通信更加有用。我所做的工作主要是研究通过象散光学系统的部分相干径向偏振光的传输与聚焦，并且研究光学系统的象散对部分相干径向偏振光的聚焦性质的影响。本文可分为以下两个主要部分：首先，综合概述了相干光学方面的研究背景和历程，包括部分相干矢量光束的相干和偏振的统一，部分相干柱矢量光束的传输与调制，部分相干径向偏振光的实验产生和理论研究。简要介绍了我的工作所需要用到的激光光学理论，包括了ABCD传输矩阵，交叉谱密度，柯林斯公式等等。其次，详细阐述我所做的部分相干径向偏振光束聚焦性质的研究。利用柯林斯积分公式，我推导出了部分相干径向偏振光束经过象散光学系统聚焦后的交叉谱密度矩阵的各个元素。然后具体数值模拟了聚焦部分相干径向偏振光束的光强，能量，相干度，偏振度等统计性质。我发现光束的初始相干宽度和光学系统的象散系数是影响部分相干径向偏振光束聚焦性质的两个重要因素。因此，可以通过选择具有合适的象散系数的象散光学系统和光束的初始相干宽度来调制部分相干径向偏振光束的统计特性，这将对光束整形和粒子捕集非常有用。
【作者】朱相龙；
【导师】蔡阳健；
【作者基本信息】苏州大学，光学，2014，硕士
【关键词】部分相干；径向偏振光束；象散；聚焦；

【参考文献】
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