基于多孔屏光场调控的散斑涡旋阵列及矢量光场阵列产生研究

发布时间：2023-04-16 20:41

　　自然界中,随机表面随处可见,相干光波经过随机介质或随机表面散射后便会形成随机光场。从激光器问世后对散斑现象的研究更加深入和全面,例如不同形状孔径散斑的相位奇异,通过光学衍射屏调制生成团簇散斑现象等。散斑中的光学涡旋复杂多样并具有代表性。而光学涡旋自诞生距今已有三十年,人们对其性质、产生方法及应用的研究取得快速发展。由于它因携带不同的轨道角动量所具有的独特性质而被应用于光学微控、量子纠缠、信息传输等众多领域,因此由多个携带单一或不同拓扑荷涡旋光组成涡旋阵列的生成得到广泛关注,多种产生涡旋阵列光场的方法被提出,这在捕获和观察多个微粒,实现多通道光纤通信,物体位移测量等领域会产生更大的价值。因此散斑中涡旋阵列的研究及更加简便高效生成涡旋阵列的方法更值得期待。矢量光场是指在同一波前的不同位置同时具有不同偏振态的光场,由于它具有多样态的偏振分布使得在很多领域得以应用而备受关注。矢量光场从单一的线偏振态已发展为柱坐标系下同时包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振的杂化偏振矢量场,并且利用庞加莱球这种偏振态表征工具,设计出全庞加莱矢量光场、高阶庞加莱球、混合庞加莱球及广义庞加莱球等新型矢量光场。随着矢量光场的...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 随机散斑场
        1.1.1 团簇散斑
        1.1.2 散斑相位奇异
    1.2 光学涡旋
        1.2.1 光学涡旋的研究进展
        1.2.2 光学涡旋的应用
        1.2.3 涡旋阵列的研究进展
    1.3 矢量光场
        1.3.1 偏振态概述
        1.3.2 矢量光束的研究进展
    1.4 本论文的主要研究内容和安排
第二章 团簇散斑中光学格子及其相位涡旋阵列的研究
    2.1 引言
    2.2 多孔随机面产生散斑场的实验研究
    2.3 多孔径散射屏产生的团簇散斑场的数值计算
    2.4 多孔径形成的团簇散斑场的理论分析
    2.5 讨论
    2.6 总结
第三章 螺旋线孔屏调制光学格子的研究
    3.1 引言
    3.2 螺旋六孔屏的结构及生成光学格子数值模拟
        3.2.1 螺旋六孔屏结构
        3.2.2 螺旋六孔屏产生涡旋阵列的数值模拟
    3.3 对光学格子分布影响因素分析
    3.4 总结
第四章 基于六孔衍射屏调控矢量光场阵列生成的研究
    4.1 引言
    4.2 矢量光场的理论分析
    4.3 无旋转孔屏叠加生成矢量格子光场的理论及数值计算
        4.3.1 孔屏设计及理论计算
        4.3.2 数值模拟结果及分析
    4.4 旋转孔屏叠加涡旋矢量光场生成的理论及数值计算
        4.4.1 旋转孔屏设计及机理分析
        4.4.2 旋转叠加光场模拟结果及分析
    4.5 讨论
    4.6 总结
第五章 工作总结和展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 进一步工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文与专利
致谢



本文编号：3791834