4π聚焦系统中衍射光学元件对聚焦场多光球结构的影响

主要研究了调制入射光场的衍射光学元件(DOE)对聚焦场的影响。以贝塞尔-高斯光束为例,利用Richards-Wolf矢量衍射积分理论,分析几种不同DOE结构调制的径向偏振光束的4π聚焦场。数值模拟结果表明径向偏振光束经DOE调制后的4π聚焦,在焦平面附近形成了具有潜在应用价值的多光球结构,并且发现形成的光球的个数与DOE的环数有关,而DOE的透射函数对其影响较小,且所形成光球的个数会随着DOE结构环数的增加而增加。

基于4π聚焦系统提高光学捕获稳定性

光镊技术是利用高度聚焦的激光束所形成的梯度力势阱对微纳粒子进行捕获和操控的技术,在生物、物理、化学和医学等领域有着非常广泛的应用。基于4π聚焦系统,理论研究了径向偏振高斯光束的紧聚焦特性及其对金属微粒的辐射力,并与传统的单透镜聚焦系统结果进行比较;还详细讨论了不同离焦和离轴距离对光阱刚度的影响。研究结果表明,与传统的单透镜聚焦系统相比,4π聚焦系统通过选择合适的光学参量,可以获得具有三维球形结构的聚焦光斑,显著增大了横向和纵向的梯度力,从而显著增强光镊系统捕获金属微粒的稳定性。