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《燕山大学》 2013年
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平面光斜入射叉形光栅产生涡旋光束的理论和实验研究

孟祥君  
【摘要】:由于涡旋光束具有的中空的光强分布和能够用于束缚和操控粒子的轨道角动量,使其在光镊及光致旋转领域中得到广泛应用,近十几年,很多研究者为获取涡旋光束设计出多种方法。在诸多产生涡旋光束的方法中,计算全息法由于实现简单,光束利用率高,并且可以根据实际需要,产生出阶数不同的涡旋光束,受到学术界研究者的广泛关注。但以往计算全息法的研究注重于理论及模拟分析,,而对实验研究以及实验结果与理论结果对比研究,较少有相关报道。本论文由计算全息法制作叉形光栅,进一步获取涡旋光束方面的做了实验研究,具体工作如下: 首先,阐述了涡旋光束的概念、性质及类型,包括拉盖尔-高斯光束,高阶贝塞尔光束,局域空心光束,阵列涡旋光束。简介了计算全息法获取涡旋光束的原理,阐述了涡旋光束角动量特征及产生方法。 其次,对计算全息法获取涡旋光束进行了理论计算和模拟分析,理论推导并模拟了叉形光栅获取涡旋光束的过程,并对平面光斜入射叉形光栅产生涡旋光束进行了理论推导和模拟分析。 最后,利用胶片记录计算机设计绘制的全息图,分别制作了不同阶数的叉形光栅,其中包括整数阶和分数阶的叉形光栅以及能产生双涡旋光束的光栅;并利用自行设计和搭建的光路进行了涡旋光束的获取实验。并对实验结果与理论模拟结果进行对比分析。最后对以上实验中出现的实验现象进行误差分析,对实验设备的改进提出一些建设性的意见和建议。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O438.1

【参考文献】
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