基于分数涡旋光束的偏振奇点传输特性研究

为了研究基于分数涡旋光束的偏振奇点在自由空间的动态传输特性,采用数值模拟的方法,进行了理论分析和数据仿真,得到基于分数圆艾里涡旋光束的偏振奇点在自由空间传输时拓扑结构的演变。结果表明,无论在初始平面内是否含有圆偏振奇点,基于分数圆艾里涡旋光束的偏振奇点的自聚焦特性都会在传播过程中影响光场的拓扑结构,使得光场在传输之初并不包含圆偏振奇异点,但是在经过其自聚焦距离传输之后,光场中将会出现若干个圆偏振奇点;与基于整数圆艾里涡旋光束的偏振奇点相比,两者均具有奇异拓扑结构的自恢复特性,而基于分数的涡旋光束会给恢复后的光场中带来更多的圆偏振奇点。该工作将加深对偏振奇点传输特性的理解,为其应用提供理论基础,并拓宽圆艾里光束的应用范围。

双孔干涉产生偏振奇点分析

在近轴近似的条件下,采用标量衍射积分的方法,对电磁场的双孔干涉进行了研究,并对干涉场中产生偏振奇点的情况进行了推广。在研究中通过双孔的光电场为线偏振状态,具有不同的偏振方向。数值计算结果表明,即使通过双孔的光电场的相位相同,只要双孔的尺寸存在一定的差异,干涉场中除了能够产生普通的的线偏振外,圆偏振奇点也会出现。

光束经乳腺癌切片形成的偏振奇点

根据生物组织的二元非晶态-晶态结构特性,为研究光束经乳腺癌切片后的偏振特性设计了实验光路。实验结果表明,光束经乳腺癌切片后偏振特性有所变化,从其偏振图像可以找到线偏振奇点和圆偏振奇点。其结果有利于为奇点光学开拓出新的应用领域。

聚焦高斯涡旋光束焦区电场和磁场的偏振奇点

以高斯涡旋光束为例,研究了聚焦场中电场和磁场的偏振奇点变化规律.结果表明,高斯涡旋光束经透镜聚焦后,在焦区存在二维和三维电场和磁场的偏振奇点,其位置一般不重合.适当改变与焦面的距离以及光阑截断参数等出现圆偏振奇点的移动、产生和湮没.不同二维和三维电场和磁场圆偏振奇点湮没所对应的各参数临界值不同.在二维电场中,几何焦面上会有V点的产生.

高斯涡旋光束在自由空间传输中电场和磁场的偏振奇点

利用矢量菲涅尔衍射积分公式,以高斯涡旋光束为例,推导出傍轴高斯涡旋光束在自由空间传输过程中电场分量和磁场分量的解析表达式,详细研究了自由空间中电场和磁场的偏振奇点变化规律.结果表明,高斯涡旋光束在自由空间传输中,存在二维和三维电场和磁场的偏振奇点,其位置一般不重合.改变光束束腰宽度比、振幅比以及传输距离,偏振奇点出现移动.在二维电场和磁场中,当满足一定条件时,会有V点产生.

径向偏振光束经三角形点阵列板衍射的偏振奇点

根据夫琅禾费衍射积分公式推导出径向偏振光束通过三角形点阵列板（TMP）衍射后的传输表达式，通过理论计算模拟并进行实验验证，得到衍射场光强分布图，衍射场光强成周期性排列。并用复Stokes场来分析径向偏振光束衍射场偏振奇点的变化规律。结果表明，衍射场的光强分布随着三角形点阵列板N值的改变而改变，偏振奇点的数目随着三角形点阵列板的N值的增大而增多。另外，光束参数（波长和光束束宽）、传输距离和三角形点阵列板的参数（三角板边长）均对偏振奇点的位置产生影响。改变三角形点阵列板的N值，伴随有偏振奇点的产生和湮灭现象。

基于高次谐波产生的极紫外偏振涡旋光

突破传统涡旋光场束缚,发展短波极紫外涡旋光场是实现阿秒脉冲偏振控制的有效途径.本研究利用自制的平场光栅光谱仪和超快时间保持的单色仪,以800 nm,35 fs高斯或具有偏振奇点的涡旋光脉冲驱动诱导氩原子产生高次谐波,分别获得相应的高次谐波光谱以及谐波谱单阶光源的分布.实验结果表明,基于高次谐波产生实现近红外波段的涡旋光束特性转移到极紫外波段,优化后的极紫外涡旋可以实现每秒108光子数输出.同时发现极紫外波段的涡旋场和高斯场高次谐波产生具有相似相位匹配机制.基于高次谐波产生的极紫外波段的偏振涡旋光为探究和操控原子分子量子态的含时演化动力学以及形成阿秒矢量光束提供了重要的方法和技术手段.

二维光子晶体板动量空间中的偏振场(特邀)

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性,并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记,并具有偏振态,因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律,能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性,并综述了近年来相关的研究和应用。

奇点光学概论

奇点光学被认为是现代光学的一个新的分支学科,其研究对象已从完全相干光波场(相干奇点光学)推广到部分相干光波场(相关奇点光学),从单色光波场推广到多色光波场,从标量光波场推广到矢量光波场,从理论研究和计算模拟扩展到实验和应用.结合我们的工作,对奇点光学中一些基本概念和进展做了综合评述.奇点光学中取得的成果不仅有重要基础科学研究意义,而且有助于新奇点物理学的发展.

非相干叠加光束携带C点偶极子的演化特性

为了探讨非相干叠加光束携带C点偶极子的演化特性,推导了携带C点偶极子的高斯光束非相干叠加传输表达式,并进行了数值模拟研究。结果表明,构成C点偶极子的两个C点的位置和偏振度会随着相关参数的变化而改变;在旁轴情形下,没有C点产生和湮灭,并且这两个C点连线的斜率随着传输距离的增加而单调增加;在非旁轴情形下,当光束传输到z=0.01 z_(R)时,有多个C点偶极子产生,在z=10.39 z_(R)时又出现C点偶极子的湮灭;在瑞利距离z_(R)处,光腰半径增加到0.222μm和0.56μm时分别出现C点偶极子的产生和湮灭;随着离轴距离和光束波长的变化,也出现C点的产生和湮灭。研究结果对深入理解偏振奇点矢量光束和寻找奇点光学潜在应用具有一定参考价值。