涡旋光场的调控及应用 光学 李新忠
出版时间:
2020-12
版次:
1
ISBN:
9787522111087
定价:
60.00
装帧:
其他
开本:
16开
页数:
195页
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涡旋光场因其具有轨道角动量，可广泛应用于超大容量光通信、灵巧光纵、超分辨显微成像、光学涡旋冕观察仪等领域，成为来光学领域的一个前沿研究热点。然而，传统涡旋光场的光强模式单一且光束半径依赖于拓扑荷值，导致了不同拓扑荷值涡旋光束难于利用光纤进行耦合、传输，轨道角动量分布难以灵活调控，了其调控自由度和应用范围。为解决该问题，研究人员提出了光束半径不随拓扑荷值增加而增大的“涡旋光场”。然而，涡旋光场的优点恰是其面临困境的根源所在：模式分布过于单一，了其应用的广度和深度。另一方面，涡旋光场的力场分布不够丰富，了其执行复杂微粒控的能力。因此，研究模式分布丰富、调控能力强、适用范围广的涡旋光场具有重要的科学意义。基于此，本书主要将来作者在涡旋光场调控及应用方面的潜心研究成果进行了系统的结。
精彩内容：
章绪论阳光是大自然送给人类好的礼物。在地球上，因为有了光，所以有了生命，有了世间万物，有了文明。人类巧妙地利用光，取暖、照明、传递信息等。例如在古时候的中国，人们已经掌握了使用烽火作为战争的信号，这是人类历以光作为媒介进行通信的次尝试。随着人类文明的发展，人类不再仅满足于对自然界中光的探索与认识。因此，具有高亮度、高方向、高单、高相干的激光应运而生，这标志着人类改造自然的一大突破。激光作为20世纪的发明之一，被广泛应用于生产生活及国科技中诸多领域，例如激光清洗、激光打标、激光显示、激光制导等。来，随着激光技术的不断发展，结构光场成为了一大热门的研究领域。因其可以为整个激光领域提供更为丰富多样的新型光场，从而极大地拓展了激光的相关应用领域，如具有丰富纵模式的全息光镊[13]、图形丰富的激光加工技术[45]。理论上，结构光场主要分为光波及光束，分别是亥姆赫兹方程及空间近轴波动方程在各种坐标系下的解。进而针对这些解的调控、传输及应用逐渐构成了整个研究领域。从光子的物理维度出发，目前主要对结构光场的振幅、相位、偏振、时序、频率、模场几个参量进行调控。其中相位结构光场是结构光场领域的一大研究热点，其主要是针对光的振幅及相位进行调控，又称为标量光场。按求解空间傍轴波动方程所建立的坐标系可以对光束进行归类，表11所示。
第1章绪论1.1涡旋光场概述1.2涡旋光场的概述1.3非对称涡旋光场概述1.4力场分析及光镊基本概况1.5本书的主要研究内容第2章涡旋光场的生成及其质研究2.1涡旋光场的理论表述2.2近场涡旋光场生成技术2.3远场涡旋光场生成技术2.3.1振幅相位元件法生成涡旋光场2.3.2纯相位元件生成涡旋光场2.4涡旋光场质的验证2.5本章小结第3章涡旋光场模式的调控3.1非对称涡旋光场模式的生成3.2涡旋模式的叠加3.2.1基于涡旋生成环形及椭圆环形涡旋阵列3.2.2密堆积涡旋阵列的生成3.3本章小结第4章具有中心对称结构的非对称涡旋光场4.1中心对称涡旋光场的理论表述及实验产生4.2中心对称涡旋光场的调控特研究4.3本章小结第5章非对称涡旋光场模式的叠加5.1反常环形连接的光学涡旋阵列的产生5.2反常环形连接的光学涡旋阵列的涡旋暗核调控特研究5.3本章小结第6章新型ince-gaussian光束的特研究6.1相位差因子调控的ince-gaussian光束空间模式分布研究6.2 一种v型ince-gaussion光束空间模式分布特研究第7章涡旋光场力场特及其控微粒特分析7.1涡旋及椭圆涡旋模式力场分布7.2镜像对称涡旋模式力场分布及其微纵实验探究7.3本章小结第8章 轨道角动量可控的非对称涡旋光场8.1嫁接涡旋光场的产生方法8.1.1嫁接涡旋光场的理论提出8.1.2嫁接涡旋光场的实验产生技术.8.2嫁接涡旋光场的轨道角动量调控特8.3嫁接涡旋光场的应用8.4本章小结第9章涡旋光场的展望附录涡旋及涡旋光场领域的10个相关发明专利附录1一种分数阶涡旋光束的产生装置及产生方法附录2一种ig涡旋光束的产生装置及产生方法附录3一种可自由调控的角向艾里光束掩模版的设计方法附录4一种涡旋数目可控的环形涡旋阵列掩模版的设计方法附录5一种结构可控的紧排列涡旋阵列掩模版的设计方法附录6一种参数可调节的贝塞尔光束产生装置及其产生方法附录7基于光强分析的分数阶涡旋光束拓扑荷值测量方法附录8基于六角星孔衍的涡旋光束拓扑荷值测量方法附录9基于光强分析的涡旋光束拓扑荷值的测量装置及方法附录10可传输吞吐微粒的椭圆光学传送带光束掩模版的设计方法参文献
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内容简介:
涡旋光场因其具有轨道角动量，可广泛应用于超大容量光通信、灵巧光纵、超分辨显微成像、光学涡旋冕观察仪等领域，成为来光学领域的一个前沿研究热点。然而，传统涡旋光场的光强模式单一且光束半径依赖于拓扑荷值，导致了不同拓扑荷值涡旋光束难于利用光纤进行耦合、传输，轨道角动量分布难以灵活调控，了其调控自由度和应用范围。为解决该问题，研究人员提出了光束半径不随拓扑荷值增加而增大的“涡旋光场”。然而，涡旋光场的优点恰是其面临困境的根源所在：模式分布过于单一，了其应用的广度和深度。另一方面，涡旋光场的力场分布不够丰富，了其执行复杂微粒控的能力。因此，研究模式分布丰富、调控能力强、适用范围广的涡旋光场具有重要的科学意义。基于此，本书主要将来作者在涡旋光场调控及应用方面的潜心研究成果进行了系统的结。
精彩内容：
章绪论阳光是大自然送给人类好的礼物。在地球上，因为有了光，所以有了生命，有了世间万物，有了文明。人类巧妙地利用光，取暖、照明、传递信息等。例如在古时候的中国，人们已经掌握了使用烽火作为战争的信号，这是人类历以光作为媒介进行通信的次尝试。随着人类文明的发展，人类不再仅满足于对自然界中光的探索与认识。因此，具有高亮度、高方向、高单、高相干的激光应运而生，这标志着人类改造自然的一大突破。激光作为20世纪的发明之一，被广泛应用于生产生活及国科技中诸多领域，例如激光清洗、激光打标、激光显示、激光制导等。来，随着激光技术的不断发展，结构光场成为了一大热门的研究领域。因其可以为整个激光领域提供更为丰富多样的新型光场，从而极大地拓展了激光的相关应用领域，如具有丰富纵模式的全息光镊[13]、图形丰富的激光加工技术[45]。理论上，结构光场主要分为光波及光束，分别是亥姆赫兹方程及空间近轴波动方程在各种坐标系下的解。进而针对这些解的调控、传输及应用逐渐构成了整个研究领域。从光子的物理维度出发，目前主要对结构光场的振幅、相位、偏振、时序、频率、模场几个参量进行调控。其中相位结构光场是结构光场领域的一大研究热点，其主要是针对光的振幅及相位进行调控，又称为标量光场。按求解空间傍轴波动方程所建立的坐标系可以对光束进行归类，表11所示。
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目录:
第1章绪论1.1涡旋光场概述1.2涡旋光场的概述1.3非对称涡旋光场概述1.4力场分析及光镊基本概况1.5本书的主要研究内容第2章涡旋光场的生成及其质研究2.1涡旋光场的理论表述2.2近场涡旋光场生成技术2.3远场涡旋光场生成技术2.3.1振幅相位元件法生成涡旋光场2.3.2纯相位元件生成涡旋光场2.4涡旋光场质的验证2.5本章小结第3章涡旋光场模式的调控3.1非对称涡旋光场模式的生成3.2涡旋模式的叠加3.2.1基于涡旋生成环形及椭圆环形涡旋阵列3.2.2密堆积涡旋阵列的生成3.3本章小结第4章具有中心对称结构的非对称涡旋光场4.1中心对称涡旋光场的理论表述及实验产生4.2中心对称涡旋光场的调控特研究4.3本章小结第5章非对称涡旋光场模式的叠加5.1反常环形连接的光学涡旋阵列的产生5.2反常环形连接的光学涡旋阵列的涡旋暗核调控特研究5.3本章小结第6章新型ince-gaussian光束的特研究6.1相位差因子调控的ince-gaussian光束空间模式分布研究6.2 一种v型ince-gaussion光束空间模式分布特研究第7章涡旋光场力场特及其控微粒特分析7.1涡旋及椭圆涡旋模式力场分布7.2镜像对称涡旋模式力场分布及其微纵实验探究7.3本章小结第8章 轨道角动量可控的非对称涡旋光场8.1嫁接涡旋光场的产生方法8.1.1嫁接涡旋光场的理论提出8.1.2嫁接涡旋光场的实验产生技术.8.2嫁接涡旋光场的轨道角动量调控特8.3嫁接涡旋光场的应用8.4本章小结第9章涡旋光场的展望附录涡旋及涡旋光场领域的10个相关发明专利附录1一种分数阶涡旋光束的产生装置及产生方法附录2一种ig涡旋光束的产生装置及产生方法附录3一种可自由调控的角向艾里光束掩模版的设计方法附录4一种涡旋数目可控的环形涡旋阵列掩模版的设计方法附录5一种结构可控的紧排列涡旋阵列掩模版的设计方法附录6一种参数可调节的贝塞尔光束产生装置及其产生方法附录7基于光强分析的分数阶涡旋光束拓扑荷值测量方法附录8基于六角星孔衍的涡旋光束拓扑荷值测量方法附录9基于光强分析的涡旋光束拓扑荷值的测量装置及方法附录10可传输吞吐微粒的椭圆光学传送带光束掩模版的设计方法参文献
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