基于锥面镜和筒形反射镜复合结构的径向偏振光会聚及级联纵向电场的形成

发布时间：2018-03-06 09:27

  本文选题：物理光学　切入点：径向偏振光　出处：《中国激光》2017年08期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：径向偏振光聚焦后可以产生很强的纵向电场。以此为出发点,首先依据基尔霍夫衍射理论,计算得到了径向偏振光经锥面镜会聚后所形成的横截面呈现零阶贝塞尔函数分布的纵向电场,分析了会聚区域光场的相干长度和横向宽度与入射光光斑尺寸、锥面镜的锥顶角以及锥面镜出射端半径的关系。在此基础上,提出采用锥面镜和筒形反射镜的复合结构,通过设计合适的锥面镜和筒形反射镜参数,实现纵向电场的级联,且电场呈周期性分布。分析了筒形反射镜的参数对所形成的级联纵向电场的横向宽度、周期和占空比等的影响。结果表明,当所采用的锥面镜的锥顶角为60°时,出射端半径和筒形反射镜的内径均为999.682λ(λ为波长),可以实现周期长度为1154λ、占空比为1的纵向电场的级联;当用于电子加速时,加速区长度甚至可达到米级。这种级联纵向电场的设计将进一步使得电子的加速区长度得到显著增加,为电子加速到更高能量提供了可能。
[Abstract]:The radial polarized light can produce a very strong longitudinal electric field after focusing. As a starting point, first of all, according to Kirchhoff's diffraction theory, The longitudinal electric field with zero order Bessel function distribution of cross section of radial polarized light formed by conical mirror convergence is obtained. The coherent length and transverse width of light field in convergent region and the size of incident light spot are analyzed. On the basis of the relationship between the conical angle of cone mirror and the radius of the exit end of conical mirror, a composite structure of conical mirror and cylindrical mirror is proposed to realize the cascade of longitudinal electric field by designing suitable parameters of conical mirror and cylindrical mirror. The influence of the parameters of the cylindrical mirror on the transverse width, period and duty cycle of the cascade longitudinal electric field is analyzed. The results show that when the cone angle of the cone mirror is 60 掳, The radii of the exit end and the inner diameter of the cylindrical mirror are both 999.682 位 (位 = wavelength), which can realize the cascade of longitudinal electric field with a period length of 1154 位 and a duty cycle of 1; when used for electron acceleration, The design of the cascade longitudinal electric field will further increase the electron acceleration zone length, which makes it possible for the electron to accelerate to a higher energy.
【作者单位】： 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室;中国科学院大学;日本电气通信大学激光研究所;
【基金】：国家自然科学基金(61275206,61475166,61405226) 上海市自然科学基金(14ZR1445200)
【分类号】：O436

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本文编号：1574260