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空间结构光场的定制检测及应用

空间结构光场的定制检测及应用
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作者: 著
出版社: 原子能出版社
2021-03
版次: 2
ISBN: 9787522112206
定价: 58.00
装帧: 平装
开本: 16开
页数: 168页
字数: 180.000千字
正文语种: 简体中文
分类: 自然科学
1人买过
  • 结构光场，广义上来说是一种对光场的振幅、相位、偏振、频率、时序及模场等进行多维度定制和调控的光场。若仅考虑空间域调控，则称为空间结构光场。空间结构光场以其独特的空间结构，被广泛应用于光学微操纵、微粒捕获、光镊技术、显微成像、量子信息编码、光学传感及光学测量等领域。因此，空间结构光场的调控、传输及应用成为近年来光学领域一个非常重要的前沿研究热点。基于此，本书主要将近年来作者在空间结构光场的产生、调控及检测方面的潜心研究成果进行了系统的总结。本书主要研究了因斯-高斯光束、艾里光束、高阶贝塞尔涡旋光束等几种不同类型的空间结构光场的定制，空间结构光场的模式变换技术，空间结构光场中的阵列涡旋光场的构建及调控，拓扑荷值的检测技术，空间结构光场的力场特性及微粒操控等内容。以期对相关领域的研究人员及工程技术人员有参考价值。 第一章  几种不同类型的空间结构光场的定制
      1.1  因斯-高斯光束的计算全息法产生
        1.1.1  因斯-高斯模式的理论基础
        1.1.2  因斯-高斯光束的计算全息再现
      1.2  小级数因斯-高斯光束光强模式研究
        1.2.1  PIG光束的产生方法
        1.2.2  实验研究与结果讨论
        1.2.3  小结
      1.3  艾里光束的实验产生及自弯曲特性研究
        1.3.1  艾里光束理论基础及光路设计
        1.3.2  艾里光束自弯曲特性研究
        1.3.3  小结
      1.4  分数阶高阶贝塞尔涡旋光束的矢量波分析法研究
        1.4.1  理论基础
        1.4.2  结果与讨论
        1.4.3  小结
    第二章  空间结构光场的模式变换技术
      2.1  轴对称涡旋光场的调控特性研究
        2.1.1  轴对称涡旋光场的产生
        2.1.2  轴对称涡旋光场的调控
      2.2  非对称椭圆环形光学涡旋阵列的产生及调控
        2.2.1  非对称椭圆光学涡旋阵列的产生
        2.2.2  非对称椭圆光学涡旋阵列的调制
        2.2.3  小结
    第三章  空间结构光场中阵列光学涡旋的构建及调控
      3.1  方向可控的椭圆光学涡旋的产生及调控
        3.1.1  多坐标变换技术
        3.1.2  基于多坐标变换技术生成方向型椭圆光学涡旋
        3.1.3  方向型椭圆光学涡旋的特性研究
      3.2  宏像素编码生成环形完美涡旋阵列
        3.2.1  宏像素编码技术
        3.2.2  基于宏像素编码生成环形完美涡旋阵列
        3.2.3  环形完美涡旋阵列的特性研究
        3.2.4  小结
      3.3  多波干涉产生的涡旋阵列研究
        3.3.1  多波干涉产生涡旋阵列的产生及分析
        3.3.2  多波干涉的MATLAB模拟
        3.3.3  干涉涡旋阵列的微粒操纵特性研究
        3.3.4  小结
    第四章  空间结构光场的拓扑荷值检测
      4.1  拉盖尔-高斯光束拓扑荷值的三角孔测量
        4.1.1  理论基础
        4.1.2  实验装置
        4.1.3  结果与讨论
      4.2  利用柱面镜对LG涡旋光束进行模式变换
        4.2.1  LG涡旋光束与平面波以及球面波的干涉
        4.2.2  LG涡旋光束的模式变换
        4.2.3  小结
      4.3  涡旋光束拓扑荷值的干涉测量方法研究
        4.3.1  理论基础及分析
        4.3.2  实验光路搭建
        4.3.3  结果与讨论
        4.3.4  小结
    第五章  空间结构光场的力场特性及微粒操纵
      5.1  涡旋光束对酵母菌细胞光操纵特性研究
        5.1.1  理论基础及实验光路
        5.1.2  实验装置
        5.1.3  结果分析与讨论
      5.2  基于完美涡旋阵列光束的光镊设计
        5.2.1  完美涡旋阵列的实验产生及力场分析
        5.2.2  完美涡旋光束的力场分析
        5.2.3  微粒操纵实验设计
        5.2.4  高斯光束对酵母菌细胞的光学操纵
        5.2.5  完美涡旋光束阵列对酵母菌细胞的微粒操纵
        5.2.6  小结
      5.3  非对称完美涡旋对酵母菌细胞微操纵技术研究
        5.3.1  非对称完美涡旋光场模式的生成
        5.3.2  非对称完美涡旋光场微粒操纵实验探究
        5.3.3  实验结论与展望
    参考文献
  • 内容简介:
    结构光场，广义上来说是一种对光场的振幅、相位、偏振、频率、时序及模场等进行多维度定制和调控的光场。若仅考虑空间域调控，则称为空间结构光场。空间结构光场以其独特的空间结构，被广泛应用于光学微操纵、微粒捕获、光镊技术、显微成像、量子信息编码、光学传感及光学测量等领域。因此，空间结构光场的调控、传输及应用成为近年来光学领域一个非常重要的前沿研究热点。基于此，本书主要将近年来作者在空间结构光场的产生、调控及检测方面的潜心研究成果进行了系统的总结。本书主要研究了因斯-高斯光束、艾里光束、高阶贝塞尔涡旋光束等几种不同类型的空间结构光场的定制，空间结构光场的模式变换技术，空间结构光场中的阵列涡旋光场的构建及调控，拓扑荷值的检测技术，空间结构光场的力场特性及微粒操控等内容。以期对相关领域的研究人员及工程技术人员有参考价值。
  • 目录:
    第一章  几种不同类型的空间结构光场的定制
      1.1  因斯-高斯光束的计算全息法产生
        1.1.1  因斯-高斯模式的理论基础
        1.1.2  因斯-高斯光束的计算全息再现
      1.2  小级数因斯-高斯光束光强模式研究
        1.2.1  PIG光束的产生方法
        1.2.2  实验研究与结果讨论
        1.2.3  小结
      1.3  艾里光束的实验产生及自弯曲特性研究
        1.3.1  艾里光束理论基础及光路设计
        1.3.2  艾里光束自弯曲特性研究
        1.3.3  小结
      1.4  分数阶高阶贝塞尔涡旋光束的矢量波分析法研究
        1.4.1  理论基础
        1.4.2  结果与讨论
        1.4.3  小结
    第二章  空间结构光场的模式变换技术
      2.1  轴对称涡旋光场的调控特性研究
        2.1.1  轴对称涡旋光场的产生
        2.1.2  轴对称涡旋光场的调控
      2.2  非对称椭圆环形光学涡旋阵列的产生及调控
        2.2.1  非对称椭圆光学涡旋阵列的产生
        2.2.2  非对称椭圆光学涡旋阵列的调制
        2.2.3  小结
    第三章  空间结构光场中阵列光学涡旋的构建及调控
      3.1  方向可控的椭圆光学涡旋的产生及调控
        3.1.1  多坐标变换技术
        3.1.2  基于多坐标变换技术生成方向型椭圆光学涡旋
        3.1.3  方向型椭圆光学涡旋的特性研究
      3.2  宏像素编码生成环形完美涡旋阵列
        3.2.1  宏像素编码技术
        3.2.2  基于宏像素编码生成环形完美涡旋阵列
        3.2.3  环形完美涡旋阵列的特性研究
        3.2.4  小结
      3.3  多波干涉产生的涡旋阵列研究
        3.3.1  多波干涉产生涡旋阵列的产生及分析
        3.3.2  多波干涉的MATLAB模拟
        3.3.3  干涉涡旋阵列的微粒操纵特性研究
        3.3.4  小结
    第四章  空间结构光场的拓扑荷值检测
      4.1  拉盖尔-高斯光束拓扑荷值的三角孔测量
        4.1.1  理论基础
        4.1.2  实验装置
        4.1.3  结果与讨论
      4.2  利用柱面镜对LG涡旋光束进行模式变换
        4.2.1  LG涡旋光束与平面波以及球面波的干涉
        4.2.2  LG涡旋光束的模式变换
        4.2.3  小结
      4.3  涡旋光束拓扑荷值的干涉测量方法研究
        4.3.1  理论基础及分析
        4.3.2  实验光路搭建
        4.3.3  结果与讨论
        4.3.4  小结
    第五章  空间结构光场的力场特性及微粒操纵
      5.1  涡旋光束对酵母菌细胞光操纵特性研究
        5.1.1  理论基础及实验光路
        5.1.2  实验装置
        5.1.3  结果分析与讨论
      5.2  基于完美涡旋阵列光束的光镊设计
        5.2.1  完美涡旋阵列的实验产生及力场分析
        5.2.2  完美涡旋光束的力场分析
        5.2.3  微粒操纵实验设计
        5.2.4  高斯光束对酵母菌细胞的光学操纵
        5.2.5  完美涡旋光束阵列对酵母菌细胞的微粒操纵
        5.2.6  小结
      5.3  非对称完美涡旋对酵母菌细胞微操纵技术研究
        5.3.1  非对称完美涡旋光场模式的生成
        5.3.2  非对称完美涡旋光场微粒操纵实验探究
        5.3.3  实验结论与展望
    参考文献
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