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三个小孔的衍射场干涉生成光学涡旋

王瑛琪  
【摘要】: 近年来,人们对光学涡旋进行了广泛的研究。光学涡旋是一种具有特殊的波前相位结构的光场,在光学微操纵、原子光学、生物医学、非线性光学、光学信息传输等领域得到了重要而广泛的应用。本论文主要研究了通过干涉产生光学涡旋的方法,模拟了三个小孔的衍射场干涉生成的光学涡旋分布。 本文概述性回顾了光学涡旋研究的起源和发展,并简要的介绍了光学涡旋在现代光学中的应用。由光学涡旋环绕特性出发,推导出了光学涡旋中心必定含有相位奇点和在相位奇点处的振幅大小。并且在近轴情况下得出了光学涡旋所具有的轨道角动量的大小,并根据角动量守恒定律将其扩展到非近轴的情况。 本文介绍了三个平面波和三个球面波相干涉得到的光学涡旋分布。不含有相位缺陷的光场的干涉叠加可以自发的产生出含有涡旋态的相位缺陷。在理论上表明,涡旋态是光波场本身的一种固有属性,对于理论分析工作和实际应用涡旋态的相位缺陷特性具有非常重大的物理意义。 本文最后在远场条件下模拟了三个小孔的衍射场干涉得到的光学涡旋分布。我们用两种方法来确定干涉图中生成的涡旋点的位置。并且由光学涡旋的环绕特性出发得到了光学涡旋的拓扑荷数的分布。分析了三个小孔的初始参量对所生成光学涡旋分布的影响。


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