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《山东师范大学》 2013年
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多涡旋光场干涉的分布传输特性分析

王文磊  
【摘要】:光学涡旋(Optical Vortices)是近年来受到重视并被广泛研究应用的一种特殊光场。光学涡旋具有特殊的波前结构和确定的光子轨道角动量,现在已经在光学微操纵、原子光学、生物医学、非线性光学及光学信息传输等领域得到了重要而广泛的应用,它对科学与技术进步有很大的促进作用,同时也提高了人们对世界与自然的认识水平,使人们用更科学的思维方式去认识微观世界的运动,加速了人类文明的进程。当光波的相位存在无法定义的奇点且奇点处光强为零时,光波相位围绕该奇点沿垂直于传播方向呈螺旋型分布就会形成光学涡旋,光学涡旋已是现代光学的一个很重要的分支。本文主要介绍了涡旋光的发展历史及研究现状,详细地描述了多涡旋光束相互叠加的原理、特性及产生不同涡旋光束的方法。论文研究的主要内容包括下面四部分。 一、介绍了光学和光学涡旋的发展历史和研究现状,并对现阶段光学涡旋的应用情况进行概括,说明了本论文的研究内容及目的。 二、分析了光学涡旋的基本原理。首先从几何分布和数学分析上对涡旋光束的形成原理进行了分析,给出了理想光学涡旋、平面涡旋光束、环形光学涡旋、拉盖尔高斯光束和高阶贝塞尔光束等几种常见的涡旋光束的形成原理和特点,并说明拉盖尔高斯光束和高阶贝塞尔光束的产生方法。 三、列举一些涡旋光的数学表示形式,对涡旋光的光强及分布特性进行了相关的研究,详细论述了通过多种不同的涡旋光束相互干涉叠加,可以产生丰富多样的复合光学涡旋,干涉光场呈现出新颖的强度和相位分布特征。运用理论分析和数值模拟的方法进一步证明了两个对称分布的涡旋光束之间的干涉情况,通过改变束腰半径、背景光场的振幅、相位差等分析了其复合涡旋光场的复振幅情况及光强分布情况,这为研究复杂涡旋光场的干涉提供了一种有效的方法。 四、第四部分研究了两束相干涡旋光进行干涉形成部分相干涡旋,我们将两束完全相干叠加光场中的合成相干涡旋推广到部分相干叠加光场中的合成相干涡旋,并做了详细的计算和分析,分析结果表明,合成相干涡旋与光束的阶数N、离轴距离和相干参数都有很大的关系。随着N和a的减小或者离轴距离的增加,合成相干涡旋的数目增加,且位置发生相应的变化。当在自由空间传输时,合成相干涡旋会发生产生、湮没或者是移动现象。
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O431.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李银妹,楼立人;纳米光镊技术——新兴的纳米生物技术[J];激光与光电子学进展;2003年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 田洁;光镊技术在光子晶体领域应用中的探索[D];北京工业大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡田;张晓波;叶芳伟;李永平;;产生拉盖尔—高斯模的全息光栅实验研究[J];光学学报;2005年11期
2 徐升华,李银妹,楼立人;光镊——研究分散体系的新手段[J];激光与光电子学进展;2003年10期
3 高明伟;高春清;林志锋;;扭转对称光束的产生及其变换过程中的轨道角动量传递[J];物理学报;2007年04期
4 毛方林,邢岐荣,王锴,郎利影,李术新,柴路,王清月;飞秒激光光镊横向光学力的理论分析[J];光子学报;2004年05期
5 孟祥旺,李岩,欧家鸣,刘静华,张书练,张志诚;激光微束光场辐射压力对微粒子的作用[J];激光杂志;2001年02期
6 陈洪涛,李银妹,楼立人,龚錾,邱俊;光阱刚度与实验条件的依赖关系[J];中国激光;2004年11期
7 鲍建华,龚錾,陈洪涛,王忠,李银妹,楼立人;粒子的轴向位移对光阱力学参数标定的影响[J];中国激光;2005年10期
8 李银妹,操传顺,崔国强;近十年来光镊研究的进展[J];科学通报;1997年20期
9 李银妹,楼立人;生命科学研究中的光镊技术[J];生命科学仪器;2004年04期
10 李银妹,高成岳,姚焜,郭光灿;激光陷阱在显微生物活体研究中的应用[J];生物化学与生物物理进展;1993年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张蕾;程波涛;陈许敏;陆璇辉;;空心光阱在原子冷却应用中的探索[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
2 李银妹;;科学前沿研究融于基础教学实验——记“光的力学效应”实验的创建[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 任希锋;高维纠缠和表面等离子体辅助光传送的实验研究[D];中国科学技术大学;2006年
2 降雨强;激光的生物学效应[D];山西大学;2004年
3 毛方林;飞秒激光显微操作系统的研究[D];天津大学;2004年
4 赵志强;一种基于MEMS和细胞电场效应的细胞融合方法的研究[D];重庆大学;2006年
5 刘志海;单光纤光镊技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 霍鑫;激光光刀光镊耦合微束系统的设计及相关器件的研制[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 颜蓉;激光束焦平面附近位相奇点的变化规律[D];江西师范大学;2007年
2 彭勇宜;徽束激光细胞融合的研究[D];广西大学;2001年
3 王晓娜;基于激光捕捉技术的微细加工[D];浙江大学;2004年
4 谈爱玲;单光源双光阱光镊设计及光阱效应分析和数值仿真[D];燕山大学;2004年
5 杜云刚;光镊中粒子的辐射捕获力的研究[D];西安电子科技大学;2006年
6 龙海峰;光镊设计及其捕陷特性分析与仿真[D];燕山大学;2006年
7 赵海军;激光光阱力数值计算及光镊系统仪器化方案研究[D];山东师范大学;2006年
8 杨子义;基于激光加工石英微型通道用于光镊操纵的研究[D];贵州大学;2006年
9 张宝龙;二维超声辐射力场合成及其微操纵应用实验平台的研究[D];浙江大学;2006年
10 朱占收;高聚焦激光微束中Mie粒子和Rayleigh粒子受力特性研究[D];山东师范大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郭红莲,姚新程,李兆霖,程丙英,张道中,韩学海;光镊系统中微小颗粒的位移和所受力的测量[J];中国科学A辑;2002年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张敏;双模压缩真空态的K次方H压缩效应[J];广东广播电视大学学报;2003年02期
2 卢道明;光场与原子发生单光子相互作用下光场反聚束效应的讨论[J];南平师专学报;1999年04期
3 孔红艳;与强度有关的多光子JC模型[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2001年02期
4 贺联合,吴健,刘盛纲;干涉仪激光三维成像的照明光场特性分析[J];电子科技大学学报;1999年04期
5 江俊勤;双模压缩真空态的H压缩特性[J];广东教育学院学报;2004年02期
6 何林生,冯勋立,王正林,吴世雄;压缩真空态光场中二能级原子的简并双光子荧光谱[J];量子光学学报;1995年01期
7 韩小卫;;两对称态叠加多模叠加态光场的部分奇次N_j次方振幅压缩[J];渭南师范学院学报;2008年05期
8 苏晓琴;宏观量子叠加态(薛定谔猫态)特性[J];量子光学学报;1995年01期
9 宋瑞杰;;参考波为平面波的傅里叶一菲涅耳全息图的理论分析[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2000年04期
10 崔元顺,周淮玲,付浩;色散吸收非对称介质光腔系统中光场量子起伏的功率谱[J];光子学报;2002年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙立成;武征;张浩;陆启生;;含自反馈光场的哈肯-洛仑兹方程的稳定性分析[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
2 贾晓军;苏晓龙;闫智辉;张靖;谢常德;彭堃墀;;连续变量纠缠态光场制备的研究进展[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
3 郭晓敏;刘纯纯;赵军军;李永民;彭堃墀;;双色连续变量纠缠态光场制备的鲁棒性研究[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
4 苏晓龙;贾晓军;谢常德;彭堃墀;;连续变量多组份纠缠态光场的制备及其应用[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
5 廖浩祥;王发强;黄曙亮;陈振宇;梁瑞生;;非线性Tavis-Cummings模型的Berry相位[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 任小元;杨德兴;何东升;崔勇;王巍;赵建林;;光学涡旋用于微粒俘获的研究[A];2009年西部光子学学术会议论文摘要集[C];2009年
7 甘雪涛;刘圣;赵建林;;利用π相位调制实现拓扑荷分离和多涡旋旋转[A];2009年西部光子学学术会议论文摘要集[C];2009年
8 闫智辉;贾晓军;苏晓龙;段志园;谢常德;彭堃墀;;EPR纠缠态光场的级联纠缠增强[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
9 李海莲;杨德兴;王昭;殷磊;赵建林;;铌酸锂晶体中写入光学涡旋的体全息光栅研究[A];2009年西部光子学学术会议论文摘要集[C];2009年
10 曹昌祺;;耗散介质中的辐射谱形和附加宽度[A];第九届全国量子光学学术报告会摘要集(Ⅱ)[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗晨锋;红光场县携手共建美好家园[N];北大荒日报;2010年
2 刘霞;新技术首次将光场转化为机械振动[N];科技日报;2010年
3 本报记者 叶晓阳;培育和谐现代新农场[N];黑龙江经济报;2010年
4 许毅;大连旅游和税收唱起“二人转”[N];中国税务报;2001年
5 帅政;山西大学有了国家重点实验室[N];山西经济日报;2001年
6 记者 王湖录 通讯员 蒙泽基;钦南新农合惠民见实效[N];钦州日报;2009年
7 齐小乎;中日贸易前途似锦[N];中国财经报;2002年
8 王继周;不断加快首府公共文化服务体系建设[N];呼和浩特日报(汉);2009年
9 记者 王湖录 通讯员 蒙泽基;钦南区把为民办实事放在突出位置[N];钦州日报;2009年
10 冷山;公款“镀金”何异于公款“追星”[N];中国文化报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏功祥;光学涡旋的衍射特性、生成及检测方法的研究[D];山东师范大学;2010年
2 陈君;新型光学涡旋的调控与应用研究[D];南开大学;2010年
3 周志良;光场成像技术研究[D];中国科学技术大学;2012年
4 闫智辉;连续变量量子纠缠操控的理论与实验研究[D];山西大学;2012年
5 辛煜;光场偏振参量演化特性与精细结构理论研究[D];南京理工大学;2010年
6 肖骁琦;基于关联光学的精密测量理论和方法研究[D];上海交通大学;2013年
7 刘曼;高斯相关随机表面光散射散斑场的相位奇异[D];山东师范大学;2010年
8 张喆;介观尺度下激光与物质互作用及光场表征的研究[D];天津大学;2010年
9 朱海燕;THz波和光场作用下量子阱的动力学与光谱特性[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2010年
10 程龙;面向移动设备的动态目标的光场渲染技术研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李平;双涡旋光束形成的复合光场的特性研究[D];山东师范大学;2011年
2 王文磊;多涡旋光场干涉的分布传输特性分析[D];山东师范大学;2013年
3 王强;涡旋光场中粒子的轴向力特性研究[D];山东师范大学;2010年
4 李香莹;目光学涡旋共线叠加得到的复合涡流的理论研究[D];山东师范大学;2012年
5 陶然;光学涡旋及其在有机光敏材料中的传输研究[D];华东理工大学;2013年
6 卢雷雷;光学涡旋轨道角动量及其测量的理论与实验研究[D];山东师范大学;2010年
7 周立丰;光涡旋偶极子的衍射特性分析[D];山东师范大学;2013年
8 王瑞霞;阵列光学涡旋的轨道角动量分析[D];山东师范大学;2011年
9 吴新义;啁啾脉冲激光加速电子的相关研究[D];复旦大学;2012年
10 吴同彩;粒子在双涡旋光束中的受力特性研究[D];山东师范大学;2011年
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