双环径向偏振涡旋光束经介质界面的深聚焦

基于矢量德拜理论,研究了双环径向偏振涡旋光束经介质分界面的深聚焦特性。当选取适当的入射光束拦截比时(即透镜孔径半径与入射光束的束腰半径的比),在聚焦场中可以得到一个极小的局域空心光束。局域空心光束的大小不仅与透镜的数值孔径有关,还与聚焦场介质的折射率有关。另外,还研究了透镜的数值孔径、入射光束的拦截比以及探测深度对聚焦光束实际焦点位置的影响。通过对聚焦光束的实际焦点位置的计算发现:当选取一定的光束拦截比时,聚焦光束存在一个焦点开关。

双环径向偏振涡旋光束的粒子捕获（英文）

本文研究了紧聚焦的双环径向偏振(R-TEM*11)涡旋光束对瑞利粒子的捕获特性。通过调节R-TEM*11涡旋光束的截断参数β,可以在焦点附近得到中心强度较大的三维亮斑和面积较小而且被亮场包围的三维暗斑。基于瑞利散射理论,研究了该光束作用在金属微粒和空气泡粒子上的梯度力、吸收力和散射力的分布特点,讨论了粒子捕获的稳定性。结果表明:调节R-TEM*11涡旋光束的截断参数β,当β=1.1时,产生的亮焦斑可以稳定地捕获折射率较大的金属粒子;当β=1.6时,产生的暗焦斑可以稳定地捕获折射率较小的空气泡粒子。

部分相干径向偏振涡旋光焦场轨道角动量特性

将部分相干径向偏振涡旋光束的轨道角动量应用于焦场目标探测,根据部分相干及Richards-Wolf矢量衍射积分理论,推导了光束焦场目标平面处的光场分布,讨论了焦平面处的轨道角动量密度分布特性,分析了入射光束的相干长度和聚焦透镜的数值孔径对纵向分量轨道角动量密度分布和轨道角动量的影响。结果表明,随着相干长度的增大,轨道角动量和轨道角动量密度迅速变大,当增大至0.5 cm后,轨道角动量和轨道角动量密度的变化趋于平缓,此后,相干长度的变化不再影响轨道角动量和轨道角动量密度分布。随着数值孔径的增大,轨道角动量和轨道角动量密度始终表现出增长的变化趋势,并且,变化程度在数值孔径大于0.7后越来越大。