表面聚焦空心光束的产生及其在冷分子光学囚禁中的应用

发布时间：2021-05-22 21:04

　　超表面的设计和应用是近几年来光学领域中的前沿热点之一,同时也是一个涉及物理、材料、光学、量子信息等方向的跨学科交叉研究的领域。超表面能够通过对其材料和结构进行合理巧妙的设计,不仅能实现传统光学设备波前整形、偏振控制等功能,此外又具备制造方便、结构集成、实现负折射等一些传统光学设备不具有的特性,因此超表面在各个领域的实用性日益增加。本文基于超表面对光场的调控能力,设计了一种透射式超表面结构,能够在基底表面形成一种空心聚焦型的光场分布,并分析了氟化镁分子囚禁于该蓝失谐光场中时受到的光学势、偶极力等特征参数。所设计的超表面是一种同心环型硅光栅的结构,相位分布是聚焦型透镜和0-π型相位板相位分布的叠加,通过不同宽度和高度的环型结构排布于二氧化硅表面实现不同位置对入射光相位的调控,使得焦点处出现光强小于四周的“暗斑”。同时,在保证了超表面透射率和聚焦效率的基础上,也对空心区域大小进行了研究,当0-π型相位板的环数或者超表面本身的相对孔径发生变化时,能够让空心区域的大小有300nm左右的变化区间。最后对位于空心光场会中的分子特性进行理论分析,得到分子在囚禁区域边界上的力有1.57×10^-... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 超表面的研究背景
        1.1.1 超表面的发展历史
        1.1.2 超表面的应用
    1.2 冷原子和分子的表面囚禁研究
    1.3 论文的主要研究内容
第2章 基于超表面的空心聚焦光束的产生
    2.1 超表面的设计
    2.2 超表面的特性研究
    2.3 不同孔径和相位分布对于空心区域的影响
    2.4 本章小结
第3章 表面空心聚焦的超表面应用于氟化镁分子囚禁
    3.1 氟化镁分子在光场中的光学势及偶极力
    3.2 氟化镁分子和超表面之间的范德瓦尔斯力
    3.3 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 论文工作的总结
    4.2 论文工作的展望
参考文献
附录
在校期间取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超表面相位调控原理及应用[J]. 李雄,马晓亮,罗先刚.  光电工程. 2017(03)
[2]Advances in communications using optical vortices[J]. Jian Wang.  Photonics Research. 2016(05)



本文编号：3201664