徑向偏振光的產(chǎn)生與應(yīng)用

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1、.摘要相比于其他具有傳統(tǒng)偏振模式的光束，徑向偏振光擁有更為優(yōu)秀的軸向中心對(duì)稱性(這種特征在傳輸過程中保持不變)。人們投向徑向偏振光的關(guān)注越來越多。徑向偏振光在高數(shù)值孔徑條件下的聚焦特性在納微級(jí)制造、操控中得到很多且正變得越來越多的應(yīng)用。在這篇論文中，我們首先試圖理清徑向偏振光的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，仔細(xì)地闡述徑向偏振光的光束特性和緊聚焦特性，并展示一些徑向偏振光在緊聚焦條件下的示意圖。接著，我們介紹了利用兩束偏振正交的線性偏正高斯光束產(chǎn)生徑向偏振光的方法；總結(jié)了理想的徑向偏振光與通過二元衍射光學(xué)器件產(chǎn)生的徑向偏振光間的吻合度，以及該吻合度與

2、傳輸距離的關(guān)系。作為補(bǔ)充，其他一些產(chǎn)生徑向偏振光的方式也被介紹出來。緊接著，一項(xiàng)基于徑向偏振光緊聚焦特性，被運(yùn)用于微粒子操縱的應(yīng)用技術(shù)（我們稱之為三維光學(xué)鏈操縱技術(shù)）被展示出來。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)光學(xué)衍射器件來調(diào)制徑向偏振輸入光的位相。在緊聚焦情況下，一個(gè)光學(xué)鏈能產(chǎn)生的原因是光束通過光學(xué)衍射器上兩個(gè)同軸區(qū)域時(shí)產(chǎn)生的位相變化，這樣的位相變化使得聚焦場(chǎng)附近的空間中產(chǎn)生明暗交替的光場(chǎng)。最后，我們論述了另外一些將徑向偏振特性轉(zhuǎn)化到實(shí)際運(yùn)用中的方法。關(guān)鍵字：徑向偏振軸對(duì)稱高數(shù)值孔徑聚焦相干疊加三維光學(xué)鏈..AbstractComparedw

3、ithotheruniformlypolarizedbeams,theradiallypolarizedbeamperformsperfectspatialaxialsymmetryandthisspecialcharacterkeptwhenittransmitsinfree-space.Thispeculiaritygivesrisetouniquehigh-numberical-aperturefocusingpropertieswhichhasfoundimportantapplicationsinnanoscalemanu

4、factureandmanipulation.Inthispaper,wefirstoverviewthoseintroductionswetalkedabove.Inthesametime,Wealsotrytoexplainthemathematicalconceptsofradiallypolarizedbeam;showsomesimpleimagesofitsfocusproperties.Then,wepresentatheoreticalinvestigationofatechniqueforconvertingtwo

5、orthogonallylinearypolarizedGaussianbeamsintoaradiallypolarizedbeam.Wehaveshownthedegreebetweentherealradiallypolarizedbeamandthebeamwecreatedbyasimplebinarydiffractiveopticalelement，furthermore，weshowtheresultsabouthowthetransmission-distanceinfluencesthedegree.Bythew

6、ay,wealsotalkaboutsomeotherwaysforgeneratingradiallypolarizedbeam.Afterthat,anapplicationbasedonthefocuspropertyofradiallypolarizedbeam,whichwecalledopticalchain,usedinparticle-manipulationisshown.Adiffractiveopticalelementisdesignedtospatiallymodulatethephaseofanincom

7、ingradiallypolarizedBeam.Foratightlyfocusedbeamathree-dimensionalopticalchaincanbeformedbecauseofthedifferenceintheGouyphaseshiftfromtwoconcentricregionsofthediffractiveopticalelement.Atlast,wepresentalotabouthowthosecharactersofradiallypolarizedbeamcanbetransformedint

8、orealapplications.KeyWords:RadiallypolarizedAxialsymmetryHigh-NAfocusingpropertiesCoherentsuperpositionThree-dimensio