收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

涡旋光束的拓扑荷测量及纳米粒子操控

张雪  
【摘要】:涡旋光束是指一类在传输过程中波前结构呈螺旋形的新型光束,自涡旋光束被提出以来引起了广大研究者的关注。与传统的光束不同,涡旋光束的中心为暗斑,具有相位奇点并且具有轨道角动量。涡旋光束的电场表达式中带有相位因子:exp(ilθ),其中l是涡旋光束的拓扑荷数。1992年Allen等人研究发现在近轴条件下具有相位因子exp(ilθ)的涡旋光束携带有l的轨道角动量。由于具有诸多独特的特性,涡旋光束在光子通信、信息编码、光学微操纵等领域具有重要的研究意义和应用价值。本文主要针对涡旋光束拓扑荷测量方法以及利用涡旋光束捕获金属纳米粒子做了相关研究。论文的主要内容如下:1.介绍了有关涡旋光束研究的国内外现状和本论文的研究内容及意义,并进一步介绍了涡旋光束的传输理论基础和常用方法以及研究光镊计算光阱力的几种理论模型。介绍了光镊的原理和稳定捕获粒子的条件,并分析了反常涡旋光束的聚焦光强特性及其传输特性。2.提出了一种基于多面锥形镜来测量涡旋光束的拓扑荷的方法。涡旋光束带有相位因子:exp(ilθ),拓扑荷数l是表征涡旋光束特性的一个重要的参数,可以通过拓扑荷数进行信息编码、光通信等,因此测量拓扑荷数具有重要的意义。本文首先研究了拉盖尔高斯涡旋光束经过多面轴对称锥形镜的干涉特性,进一步对这种方法做了理论推导和数值仿真,最后设计实验验证,证明可以利用多面的轴对称锥形镜干涉法来有效测量涡旋光束的拓扑荷。3.研究了反常涡旋光束这一新型的涡旋光束对金属纳米粒子捕获特性。涡旋光束的一个重要的应用就是光学微操纵,计算推导了反常涡旋光束对金属纳米粒子的梯度力和散射力的公式,并分析讨论了不同的光束参量对辐射力的影响。结果表明选择具有合适的拓扑荷数及阶数的反常涡旋光束可以稳定捕获金属纳米粒子,最后并分析了稳定捕获金属纳米粒子的条件。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 李阳月;陈子阳;刘辉;蒲继雄;;涡旋光束的产生与干涉[J];物理学报;2010年03期
2 张滔;刘义东;王建东;刘普生;;涡旋光束在大气湍流中传播特性的研究[J];光通信技术;2015年11期
3 党锦超;樊承锦;李浩然;陈子阳;蒲继雄;;径向偏振高次方指数涡旋光束的紧聚焦特性[J];光电子·激光;2018年04期
4 魏勇;朱艳英;;拉盖尔-高斯涡旋光束传播中的相位变化分析[J];激光技术;2015年05期
5 陆璇辉;陈和;赵承良;;涡旋光束和光学涡旋的研究[J];红外与激光工程;2007年S1期
6 王亚东;甘雪涛;俱沛;庞燕;袁林光;赵建林;;利用非传统螺旋相位调控高阶涡旋光束的拓扑结构[J];物理学报;2015年03期
7 邓冬梅;郭旗;;新颖旋转涡旋光束的传输特性研究[J];量子电子学报;2014年01期
8 李志焕;吴福全;陈君;崔祥霞;朱久凯;;涡旋光束旁瓣抑制的研究进展[J];激光杂志;2013年02期
9 黄素娟;谷婷婷;缪庄;贺超;王廷云;;多环涡旋光束的实验研究[J];物理学报;2014年24期
10 林旭靖;陈润东;陈伟成;谢嘉宁;苏志锟;;《波动光学》课程中光束涡旋相位的实验演示与研究[J];中国设备工程;2018年18期
11 刘辉;陈子阳;蒲继雄;;涡旋光束的轨道角动量的测量[J];华侨大学学报(自然科学版);2010年02期
12 贺超;黄素娟;;一种新型的共轴叠加复合涡旋光束[J];光电子.激光;2013年12期
13 王希瑞;郑旭阳;李新忠;巩晓阳;王辉;王静鸽;;涡旋光束拓扑荷值的柱面镜测量方法研究[J];激光杂志;2016年05期
14 朱艳英;姚文颖;李云涛;魏勇;王锁明;;计算全息法产生涡旋光束的实验[J];红外与激光工程;2014年12期
15 薄斌;门克内木乐;赵建林;程明;杜娟;宁安琪;;用反射式纯相位液晶空间光调制器产生涡旋光束[J];光电子.激光;2012年01期
16 王谦;刘雁;李亚莎;范纹彤;周军;丁福康;欧洺余;石小涛;;反常涡旋光束锥形折射特性分析[J];激光杂志;2020年01期
17 魏勇;;利用螺旋相位板获取涡旋光束的传播分析[J];激光与红外;2016年07期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 陆璇辉;陈和;赵承良;;涡旋光束和光学涡旋的研究[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
2 刘晓云;单丽艳;徐送宁;;涡旋光束经过轴棱锥后的聚焦特性研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 李曼曼;严绍辉;姚保利;梁言生;雷铭;杨延龙;闵俊伟;;不同偏振态的涡旋光束对粒子的光致旋转研究[A];2015 年(第七届)西部光子学学术会议论文集[C];2015年
4 彭宇;王亚东;甘雪涛;侯建平;赵建林;;利用柱透镜实验测量涡旋光束的拓扑荷[A];2013年(第五届)西部光子学学术会议论文集[C];2013年
5 李阳月;蒲继雄;;涡旋光束通过角向分布狭缝的干涉特性[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 华黎闽;陈子阳;蒲继雄;;部分相干涡旋光束的实验研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 柯熙政;李亚星;;利用携带轨道角动量的涡旋光束实现多载波光通信传输[A];2015 年(第七届)西部光子学学术会议论文集[C];2015年
8 邓冬梅;郭旗;;新颖旋转涡旋光束的传输特性研究[A];第十届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集[C];2013年
9 李志鹏;杨国伟;毕美华;魏一振;卢旸;周雪芳;李齐良;;涡旋光束在大气湍流中的传输仿真[A];国防光电子论坛空间光信息与组网技术及应用研讨会论文集[C];2015年
10 王亚东;甘雪涛;俱沛;赵建林;;非传统涡旋光束的实验产生及其传输特性研究[A];2013年(第五届)西部光子学学术会议论文集[C];2013年
11 刘永欣;陈子阳;蒲继雄;;涡旋光束经叉形光栅的衍射特性[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
12 高路;郑海祥;马青玉;;声涡旋的线性相位分布研究[A];2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集[C];2014年
13 李禹志;王青东;郭各朴;马青玉;;声涡旋场中轴对称物体的力矩研究[A];2018年全国声学大会论文集 F生物医学超声[C];2018年
14 丁攀峰;杨先才;;圆环衍射效应下涡旋光束的偏振度传输[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
15 宁宪宁;;无油涡旋真空泵技术与应用简介[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
16 李昕珈;李禹志;郭各朴;马青玉;;基于单环收发阵列的声涡旋角动量通信[A];2019年全国声学大会论文集[C];2019年
17 杨先才;丁攀峰;王燕飞;;圆环衍射效应下涡旋光束的光强变化[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
18 郑海祥;高路;马青玉;;相位编码声涡旋声压分布特性研究[A];2014’中国西部声学学术交流会论文集[C];2014年
19 国承山;韩玉晶;薛冬梅;张燕;;二元多阶螺旋相位板的涡旋谱分析[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
20 丁攀峰;蒲继雄;;涡旋光束传输中的光斑展宽研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 董淼;部分相干涡旋光束的传输特性及辐射力研究[D];电子科技大学;2020年
2 张晓冬;基于几何相位超表面的近红外涡旋光束产生方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所);2020年
3 王姣;大气湍流中部分相干涡旋光束的传输及衍射特性研究[D];西安理工大学;2020年
4 温积森;特殊涡旋光束传播特性及光学捕获的研究[D];浙江大学;2020年
5 乔桢;涡旋光束腔内产生技术与应用研究[D];上海交通大学;2019年
6 沈栋辉;由传统涡旋到新型涡旋光束的产生、传输与探测研究[D];浙江大学;2020年
7 来娴静;非自治涡旋光束及涡旋孤子的激发和调控研究[D];苏州大学;2016年
8 索强波;涡旋光束在随机介质中的传输特性研究[D];西安电子科技大学;2020年
9 曹炳松;Airy涡旋光束的产生、传输、探测与应用研究[D];浙江大学;2021年
10 戴学兵;复合阶涡旋光紧聚焦性质及拓扑荷检测新技术研究[D];北京理工大学;2018年
11 陈君;新型光学涡旋的调控与应用研究[D];南开大学;2010年
12 张晓强;光纤中涡旋光束的产生与调控研究[D];中国科学技术大学;2016年
13 高鹏慧;湍流大气和自由空间中位相奇点光束的传输特性研究[D];西安电子科技大学;2020年
14 李振华;实现涡旋光束及光强图样调制的多孔干涉仪设计研究[D];山东师范大学;2014年
15 赵青松;自由空间涡旋光通信检测技术研究[D];国防科技大学;2019年
16 陈子阳;涡旋光束的传输与聚焦特性[D];浙江大学;2014年
17 陈潘;铁电涡旋畴的原位透射电镜研究[D];中国科学院大学(中国科学院物理研究所);2020年
18 曹智翔;涡旋通风气流组织特性及设计理论基础研究[D];西安建筑科技大学;2018年
19 代刊;副热带夏季涡旋气候动力学的初步研究[D];南京信息工程大学;2007年
20 强建国;涡旋压缩腔几何模型与涡旋齿强度研究[D];兰州理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 张雪;涡旋光束的拓扑荷测量及纳米粒子操控[D];电子科技大学;2016年
2 张蕾;多环涡旋光束的产生及其传输特性的研究[D];西安理工大学;2020年
3 徐丽娟;涡旋光束的产生及特性研究[D];浙江大学;2014年
4 陈志婷;涡旋光束的特性研究[D];燕山大学;2013年
5 李甲超;径向偏振涡旋光束大气湍流传输特性研究[D];西安电子科技大学;2020年
6 韩珑;涡旋光束光场性质的衍射方法研究[D];山东师范大学;2014年
7 牛化恒;涡旋光束的产生与传输特性分析[D];西安电子科技大学;2017年
8 张利宏;涡旋光束的大气传输特性及其参数的研究[D];中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所);2020年
9 刘琳丽;产生涡旋光束的新方法研究[D];电子科技大学;2017年
10 宗正月;液晶空间光调制器在涡旋光束和矢量光束合成中的应用研究[D];内蒙古大学;2013年
11 陶峥;涡旋光束在湍流大气中的传输特性研究[D];南京理工大学;2016年
12 崔倩茹;大气湍流中涡旋光束的漂移特性及补偿技术研究[D];北京邮电大学;2015年
13 张磊;螺旋相位板法产生涡旋光束及其特性研究[D];燕山大学;2014年
14 郝季;用于光通信的涡旋光束产生和探测技术研究[D];北京邮电大学;2015年
15 崔娜梅;相位差法校正涡旋光束波前畸变的实验研究[D];西安理工大学;2020年
16 宋晓芳;不同拓扑荷数的涡旋光束衍射特性研究[D];山东师范大学;2015年
17 叶玉儿;基于机器学习的涡旋光束轨道角动量识别[D];华东师范大学;2021年
18 陈学钰;基于光学超表面的完美涡旋光束调控研究[D];深圳大学;2020年
19 刘旭东;基于部分相干涡旋光束的旋转多普勒效应测量研究[D];西安工业大学;2020年
20 孙顺红;双涡旋光束的理论与实验研究[D];华侨大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 刘霞;原子和分子首次组成新型涡旋光束[N];科技日报;2021年
2 本报记者 方正飞;北极涡旋南下突袭冬末春初[N];中国海洋报;2019年
3 陈思宁 记者 王春;通过增益失谐调节 高斯光可变为涡旋光[N];科技日报;2021年
4 本报记者 于欢;谷轮涡旋TM技术为空调行业披绿衣[N];中国能源报;2012年
5 记者 张行勇;特殊光束理论研究获突破[N];中国科学报;2012年
6 本报记者 晓斌通讯员 孙振东;奥运会上的“光束飞轮”[N];陕西日报;2008年
7 徐徐;声波牵引光束半空穿针引线[N];中国科学报;2018年
8 记者 王小龙;光束在不衰减的情况下实现了小角度转弯[N];科技日报;2015年
9 记者 余晓葵;极地涡旋再袭美国[N];光明日报;2014年
10 材料学院;材料学院研究团队在铁电聚合物中发现极性涡旋拓扑新物态[N];新清华;2021年
11 记者 雷魏添;西工大声涡旋研究取得突破[N];陕西日报;2015年
12 记者 常丽君;NASA研究用牵引光束收集太空粒子[N];科技日报;2011年
13 ;QWJ气流涡旋微粉机[N];中国乡镇企业报;2000年
14 ;中国迎来国际物理光束[N];人民日报;2005年
15 记者 戴丽昕;“遥控”光束参与科研[N];上海科技报;2009年
16 ;QWJ气流涡旋微粉机问世[N];厂长经理日报;2000年
17 记者明大军;以发现涡旋气流可加快降雨[N];人民日报;2002年
18 张梦然;“牵引光束”首次在微观层面上吸引物质向光束源移动[N];科技日报;2013年
19 本报记者 钱好;相比于舞台上的光束,诗句更能映照出他们的内心[N];文汇报;2016年
20 本报记者 金国军;担起农村饮水安全重任 宜春四海推出“一体化微涡旋净水装置”服务民生[N];中国工业报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978