高阶拉盖尔高斯光束紧聚焦诱导的磁化场特性研究

发布时间：2024-03-27 20:11

　　近年来,非均匀偏振矢量光束的紧聚焦得到了极大的关注。紧聚焦是指光束经过一块高数值孔径的聚焦作用,进而得到一些我们想要得到的现象。比如径向偏振光在紧聚焦的条件下会产生纯纵向分布的电场;角向偏振光在紧聚焦的条件下会产生强的纵向磁场。非均匀偏振矢量光束的紧聚焦可广泛应用于超高密度的磁存储、磁性粒子的操控、纳米光刻、粒子子加速等领域。本论文基于Richards-wolf衍射理论以及逆法拉第效应,通过特殊的相位滤波器对高阶LG光束进行调制,研究了入射光的偏振、振幅、相位分布等光学参量对诱导磁化场特性的影响。主要的研究内容如下:基于逆法拉第效应,研究了高阶径向偏振拉盖尔高斯(LG)光束在焦平面诱导产生的磁化场特性,探究了入射光的半径随着截断参数(β)的变化。通过调节截断参数的数值,可以得到瓶状中空的磁化场结构和沿着光轴方向的中空暗通道。采用Matlab模拟计算了磁化场的分布,并优化设计了五环型相位滤波器,阐明了形成超长对称磁针的物理机制。研究了高阶径向涡旋LG光束在4π聚焦系统下产生的三维超分辨磁斑。首先计算了在单透镜下焦平面的聚焦光场以及诱导产生的磁化场,分析了影响磁化场分布的光场分量。利用4π...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1矢量光束紧聚焦原理图

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文在生物传感器、等离子体镊[18]、超高密度的全光磁记录[19-20]制备用于自旋波操作和原子俘获的磁晶格[21-22]方面具有很大的应用潜力。1.2圆柱矢量光束紧聚焦基础理论1.2.1圆柱矢量光束的光场紧聚焦理论我们要研究矢量光束产生的磁化场分布....

图1-2在不同聚焦条件下LG矢量光束在焦平面上聚焦场强度分布；光瞳平面的光强分布

-5-图1-2在不同聚焦条件下LG矢量光束在焦平面上聚焦场强度分布；光瞳平面的光强分布在最左边一列，聚焦透镜的瞳孔由每个图形中的虚线圆圈表示[30]。S.Segawa等人提出了一种利用矢量光束进行减法成像的方法。通过矢量波束减法抑制负旁瓣，避免了由于过多的减法而导致的....

图1-3径向偏振RP光束在焦平面的聚焦场

图1-3径向偏振RP光束在焦平面的聚焦场。(a)入射场的光场强度分布。(b)、(c)、(d)、(e)分别为焦平面及其径向、角向和纵向分量的强度分布。(f)对应焦场的测量结果[33]。1.3.2圆柱矢量光束聚焦磁化场的研究进展上世纪六十年代提出的逆法拉第效应是超分辨磁存储....

图1-4(a)建立亚波长纵向磁化链的原理图,(b)由二元滤波器和螺旋相板组成的旋涡二元滤波器示意图

1-4(a)建立亚波长纵向磁化链的原理图,(b)由二元滤波器和螺旋相板组成的旋涡二波器示意图[36]。2016年P.Gong利用4π聚焦系统使角向偏振光诱导产生一个16λ的超长链并且还模拟出磁性粒子在磁化场的受力情况[39]，寻找到可以实现磁性例稳定捕获的位置。

本文编号：3940432