紧聚焦角向偏振分数阶涡旋光诱导磁化场特性

基于理查德-沃尔夫矢量衍射理论和逆法拉第效应,首次推导出紧聚焦角向偏振分数阶涡旋光诱导磁化场表达式,分析出角向偏振分数阶涡旋光诱导磁化场可近似等效为有限个相邻整数阶涡旋角向偏振光诱导磁化场与其交叉诱导磁化场的加权叠加.数值模拟了紧聚焦条件下不同分数阶涡旋角向偏振光诱导磁化场的分布特性.模拟结果表明角向偏振分数阶涡旋光诱导磁化场呈非对称分布.当取分数阶涡旋拓扑荷α∈[0.5,1.5]时,随着涡旋拓扑荷的增加,磁化场横向平面分布出现分裂现象,同时还引起磁斑垂直于光轴方向的自移效应.当α=0.5或1.5时,磁斑中心最大偏移量达0.24λ;当分数阶涡旋拓扑荷α∈(2,3]时,磁化场横向平面分布分裂出2个强度热点,强度分布环径逐渐变大.当分数阶涡旋拓扑荷趋于α=3整数时,磁化场横向平面分布也趋于圆对称性分布.特别有趣的是,当分数阶涡旋拓扑荷取半整数,尤其大于3时,磁化场强度热点数与其包围的暗点数均与涡旋阶数存在正相关关系,其中热点数为α-0.5,暗点数为α-1.5.这些研究结果将可应用于全光磁记录和磁性粒子的捕获与操控等.