导读:本文包含了轴对称偏振光束论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:轴对称偏振光束,聚焦特性,粒子捕获,并行显微成像
轴对称偏振光束论文文献综述
周哲海,祝连庆[1]（2016）在《高级次轴对称偏振光束的聚焦特性及应用综述》一文中研究指出高级次轴对称偏振光束具有更为复杂的偏振分布,在高数值孔径聚焦情况下可获得多个超小聚焦光斑,这样的聚焦特性使其在显微成像、材料加工、粒子捕获等领域体现出一定的应用价值,引起了广泛关注。综述了近年来关于高级次轴对称偏振光束的聚焦特性及主要应用的研究成果。介绍了高级次轴对称偏振光束的基本概念,并基于矢量衍射理论给出了聚焦场的数学表达式,最后介绍了该类型光束在粒子捕获与操控、并行光学显微成像方面的典型应用。(本文来源于《激光与红外》期刊2016年08期）
孙彪,许立新,王安廷,顾春[2]（2014）在《基于FMFBG的全光纤轴对称偏振光束激光器》一文中研究指出轴对称矢量光束包含径向偏振和角向偏振,具有独特的强度和偏振分布,在表面等离子体激发、激光光镊和高分辨成像等领域有重要应用。光纤中的二阶本征模式TM(01)和TE_(01)分别具有径向偏振和角向偏振性质,可用于产生轴对称偏振光束。介绍了基于少模光纤光栅(FMFBG)的全光纤轴对称偏振光束的产生方法。(本文来源于《量子电子学报》期刊2014年04期）
孙彪[3]（2014）在《高纯度轴对称偏振光束全光纤激光器》一文中研究指出轴对称偏振光束(CVB),不同于常规的均匀偏振光,其偏振在光束横截面内呈对称分布,且强度上呈中心为零点的“甜甜圈”。轴对称偏振光主要包括径向偏振光和角向偏振光,其对称电场分布使其在表面等离子体激发、光镊、粒子加速、激光加工等领域都有着独特的应用优势。因而轴对称偏振光束的产生方法备受研究者们的关注,其中利用少模光纤获得轴对称偏振光束是一种简便、低廉的方法。少模光纤中的二阶本征横模包括四种简并模式,其中TM01和TE01模式分别为径向和角向偏振模式,因而利用模式耦合激发这两种模式能够实现轴对称偏振光束的输出。但单纯的利用光纤耦合激发很难同时保证输出模式的纯度和耦合效率,我们提出了利用少模光栅作为模式选择元件在保证耦合效率的同时进行高纯度的轴对称偏振模式提取。少模光纤光栅具有多个布拉格反射波长,每个反射波长对应不同阶次的横模,利用这一点,我们可以将模式耦合中残留的基模滤除从而获得纯净的二阶模式。通过这个模式波长关联特性我们实现了高纯度的轴对称偏振模式的连续激光和锁模脉冲激光输出,以及横模-波长关联可调激光。本文的主要研究工作和成果：1.搭建了基于少模光纤光栅的DBR CVB掺镱全光纤激光器。该激光器具有低阈值、高纯度及单波长窄线宽等特点,实验获得了模式纯度分别为94.2%和95.1%的径向偏振模式和角向偏振模式,激光器阈值功率低至16mW,并且工作于单波长窄线宽：40dB线宽小于0.2nm,信噪比大于55dB。同时,还提出了一种适用于光纤输出CVB的模式纯度的测量方法。2.利用非线性放大环形镜作为锁模元件,搭建了一种级联光栅的8字腔结构光纤激光器。实验中利用环形器级联单模布拉格光纤光栅(SMFBG)和少模布拉格光纤光栅(FMFBG)来增强激光器的光谱窄化,实现了50dB带宽0.35nm的窄光谱锁模,满足了FMFBG作为滤模元件对光谱宽度的要求,在获得矩形锁模脉冲输出的同时,得到了纯度为96%的径向偏振激光。3.针对FMFBG对不同模式有不同反射波长的特性,从实验上搭建了一种“横模-波长”关联可调的光纤激光器。能够通过调节激光器内的滤波器的透射峰位置来控制激光器的谐振波长,当激光器工作在FMFBG的叁个不同反射峰位置时,我们获得了基模、二阶模和相干混合模叁种不同的横模状态。4.提出了基于表面等离子体偏振模式损耗机制的两种不同结构的金属芯光纤,并通过计算仿真证明圆形金属芯光纤能够在6cm内获得40dB的模式损耗差滤除其他模式获得纯净的TE01模；而齿轮状金属光纤能够在1cm内获得40dB的模式损耗差别获得纯净的TM01模。本论文的创新点：1.提出了获取高纯的轴对称偏振光束的方法,该方法利用少模光纤光栅作为滤模元件。基于这种方法,我们实现了连续和脉冲激光输出的轴对称偏振激光,并且值得注意的是这中方法不限于作者实验中的波长,而是能够通过选择合适的光纤和光栅拓展应用至其他波长。只要有合适的少模光纤和与之对应的少模光纤光栅以及合适的增益介质,这种方法可以拓展到其他任一波段实现轴对称偏振光束输出。2.基于少模光纤光栅的“横模-波长”关联特性,实现了一种通过调谐激光器波长来控制输出横模的全光纤激光器,使激光输出在基模、二阶模和二者的混合模式之间简便切换。3.提出并设计了两种基于表面等离子体的金属芯光纤,其中圆形金属芯光纤能够通过滤除其他模式获得角向偏振TE01模,齿轮状金属光纤能够通过滤除其他模式获得径向偏振TM01模。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2014-05-01）
曹国威,李永平,毕国强[4]（2013）在《利用衍射光学元件调制轴对称偏振光提高荧光显微镜纵向分辨率》一文中研究指出利用荧光蛋白激活状态的可逆特性,提出了一种提高荧光显微镜纵向分辨率的方法。针对不同数值孔径的显微系统,通过合理选择带涡旋相位的轴对称偏振光作为激活光和退活光,并设计衍射光学元件对其进行调制,从而实现百纳米级的纵向选择激活。而且,通过调节激活光和退活光的光强比率R,可以控制荧光蛋白最大激活概率满足单分子荧光显微技术的需求,同时进一步降低纵向选择激活层半峰全宽(FWHM)至25.7nm,并且约90%的激活荧光蛋白位于30nm厚的激活层中(R=500)。(本文来源于《中国激光》期刊2013年04期）
宋睿,杨应平[5]（2013）在《经圆孔衍射的轴对称偏振光束在湍流大气中的平均光强分布和偏振特性》一文中研究指出本文对经圆孔衍射的轴对称偏振光束在湍流大气中偏振特性进行了研究。分析表明,平均光强和偏振度与轴对称偏振光束的偏振方向无关,而与湍流大气折射率结构常数和截断参数密切相关。(本文来源于《数字技术与应用》期刊2013年03期）
郑睿[6]（2011）在《全光纤轴对称偏振光激光器》一文中研究指出光纤激光器相对于传统固体激光器来说具有工作效率高,光束质量好,体积小,结构紧凑,稳定性好等优点。其应用领域分布广泛,包括科学研究、工业加工、光纤通信、传感等。由于光纤中的基模为优势模,没有截止频率,所以光纤激光器的输出模场一般为基模分布,其偏振态在整个光束横截面上为各处相同的均一分布。近来的矢量光学研究进展表明,存在中心位相奇点的轴对称偏振光具有两种正交的偏振态分布,径向偏振光和角向偏振光。在光学操控、成像等应用中,轴对称偏振光相对于普通偏振光可以提供更加丰富的偏振态控制。光源的产生往往需要特殊光学元件和较为复杂的谐振腔结构。光纤波导理论显示,光纤内的高阶模式,如TE模和TM模,其模场的偏振态分布呈现出轴对称特性,并分别对应着角向偏振光和径向偏振光,因此借助高阶模式的激发,光纤激光器同样能够产生轴对称偏振光。本论文的研究课题得到国家自然科学基金等项目的支持,目的是通过腔型结构设计和激光器波长控制,利用光纤模式特性,实现轴称偏振光在全光纤结构激光器中的振荡输出。研究对于简化轴对称偏振光的实现方案,获得结构紧凑、使用便捷的激光光源具有重要意义。本论文主要研究工作有：1.在实验中利用单模光纤和少模光纤构建谐振腔,基于光纤准直器之间不同的耦合状态实现少模光纤中高阶模式的激发,直腔结构激光器从少模光纤端的输出具有轴对称偏振特性,实现了轴对称偏振光激光光源的全光纤结构化。实验中获得工作波长在1030nm附近激光输出,激光器斜率效率为5%,阈值功率为30mW,最大输出功率为10mW。通过对少模光纤施加应力的方式实现输出偏振态的连续变换,获得分别获得角向和径向偏振态的输出。2.分析了入射光的参量对少模光纤中模式激发的影响,将螺旋位相板引入光路,利用光束位相变换和光纤模式耦合特性提升高阶模式转换效率,耦合效率由直接耦合时的10%提高到50%,对于进一步提高激光器工作效率有指导意义。3.利用注入锁定的方法实现轴对称偏振光激光器的单频输出,实验研究了外注入和互注入状态下光纤激光器的工作特性,通过观察分析光谱,RF频谱和远场干涉光强分布确定注入效果。光纤DFB和直腔激光器构成复合腔结构,DFB光栅结构作为激光器腔镜提供反射。作为注入信号的单频光在由光纤DFB产生,并耦合到工作在轴对称偏振光输出的直腔激光器内,由于注入信号的影响锁定直腔激光器振荡频率并实现在单频工作。相移光纤光栅在反射谱中存在窄带透射窗口,理论模拟了少模光纤相移光栅对TE和TM模的透射谱,透射光场的模式纯度可以通过少模光纤相移光栅对于窄线宽轴对称偏振光的滤波得以实现。本论文主要创新点包括：1.利用光纤激光器结构实现轴对称偏振光输出,激光器输出功率为10mW,工作波长在1030nm附近。通过对光纤施加剪切应力,输出偏振态能够在角向偏振光和径向偏振光之间实现切换。2.利用光纤DFB激光器的注入锁定实现轴对称偏振光纤激光器的单频输出,工作波长为1053.8nm,分析了少模光纤相移光栅对高阶模的透射特性,对进一步提升轴对称偏振光的光束质量有参考意义。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2011-05-01）
贾信庭[7]（2011）在《轴对称偏振光束特性的研究》一文中研究指出作为一种空间非均匀偏振分布的光束,轴对称偏振光束由于在现代光学应用中发挥出独特的优势而受到越来越广泛地关注。本论文系统地研究和分析了轴对称偏振光束的矢量特性、偏振特性、传输特性、非傍轴行为、矢量结构以及光束质量评价等。论文的主要研究内容包括:(1)研究了非傍轴和傍轴近似下的轴对称偏振光束在自由空间中的传输特性。基于矢量瑞利-索末菲衍射积分公式,推导出自由空间中的轴对称偏振拉盖尔-高斯光束的电场解析式,径向偏振光束、角向偏振光束和傍轴近似下的传输光场可以看作该解析式的特例统一处理。分析表明,束腰宽度与波长的比值和光束阶数这两个参数均对径向偏振光束和角向偏振光束的非傍轴行为产生了重要的影响。当束腰宽度与波长的比值变小、光束阶数增大时,径向偏振光束和角向偏振光束的非傍轴性变得更加明显。随着束腰宽度与波长比值的增加、光束阶数的减小和传输距离的增大,自由空间中的径向偏振光束电场的纵向分量相对横向分量可以逐渐被忽略。(2)探索了非傍轴和傍轴范畴下的径向偏振光束和角向偏振光束经圆孔光阑衍射的传输特性。基于矢量瑞利-索末菲衍射积分公式,推导出径向偏振和角向偏振拉盖尔-高斯光束经圆孔光阑衍射的电磁场解析式,自由空间和傍轴近似下的传输光场可以作为该解析式的特例统一处理。分析表明,径向偏振光束的磁场矢量呈现角向偏振分布,而角向偏振光束的磁场矢量呈现径向偏振分布。经圆孔光阑衍射的径向偏振光束和角向偏振光束的非傍轴性不仅取决于束腰宽度与波长的比值和光束阶数这两个参数,而且还与截断参数有关。同时光束的衍射效应也需要被考虑,它随着光阑孔径的减小而变得更加明显。随着束腰宽度与波长比值的增加、光束阶数的减小和截断参数的增大,经圆孔光阑衍射的径向偏振光束电场的纵向分量相对横向分量可以逐渐被忽略。(3)描述了矢量径向偏振光束和矢量角向偏振光束在源区附近的传输特性,使用角谱表示法将径向偏振光束和角向偏振光束的传输波和倏逝波分离出来,在没有做任何近似处理下,推导出源区的径向偏振和角向偏振拉盖尔-高斯光束的传输波和倏逝波的电场解析式。结果表明,束腰宽度、光束阶数和传输距离共同决定了倏逝波的行为。当束腰宽度与波长的比值较小、光束阶数较大时,倏逝波对源区附近的径向偏振光束和角向偏振光束的贡献很大。光束阶数的不同取值对电场的横向分量和纵向分量的倏逝波轮廓都没有影响。随着束腰宽度与波长比值的增加、光束阶数的减小和传输距离的增大,倏逝波的贡献可以逐渐被忽略。倏逝波对径向偏振光束的影响比它对角向偏振光束的影响更大。(4)探索了自由空间中轴对称偏振光束在远场的矢量结构和光束质量。基于矢量角谱表示法,将轴对称偏振拉盖尔-高斯光束的电磁场划分为横向电场和横向磁场两个部分,即TE项和TM项,并且使用稳相法推导出轴对称偏振光束的TE项和TM项在远场的电磁场解析式。采用推广后的桶中功率(PIB)参数评价轴对称偏振光束的远场光束质量。研究表明,轴对称偏振光束的TE项、TM项、总的能流分布以及远场光束质量受到束腰宽度与波长的比值、光束阶数和电场矢量与径向之间的夹角这叁个参数的影响。随着束腰宽度与波长比值的增大、光束阶数的减小以及电场矢量指向角向,轴对称偏振光束具有更加紧密的能流分布、更大的PIB值、更高的能量集中度和更好的远场光束质量。自由空间中非傍轴的角向偏振光束比径向偏振光束在远场具有更高的能量集中度和更好的光束质量。(5)研究了轴对称偏振光束经圆孔光阑衍射的远场矢量结构和远场光束质量。根据矢量角谱表示法,将受硬边光阑衍射的轴对称偏振拉盖尔-高斯光束的电磁场分解为TE项和TM项两个部分,并且使用稳相法推导出轴对称偏振光束经圆孔光阑衍射的TE项和TM项在远场的电磁场解析式。采用推广后的PIB参数衡量经圆孔光阑衍射的轴对称偏振光束的远场光束质量。分析表明,圆孔光阑的存在并没有改变轴对称偏振光束的矢量结构和偏振特性。束腰宽度与波长的比值、光束阶数、截断参数和电场矢量与径向之间的夹角这四个参数共同决定了轴对称偏振光束通过圆孔光阑衍射后的远场矢量结构和远场光束质量。随着束腰宽度与波长比值的增大、光束阶数的减小、截断参数的增大以及电场矢量指向角向,经圆孔光阑衍射的轴对称偏振光束具有更加紧密的能流分布、更大的PIB值、更高的能量集中度和更好的远场光束质量。在非傍轴范畴下,受硬边光阑衍射的角向偏振光束比径向偏振光束在远场具有更高的能量集中度和更好的光束质量。(本文来源于《华中科技大学》期刊2011-01-01）
周哲海[8]（2010）在《轴对称偏振光束的生成、特性及应用》一文中研究指出轴对称偏振光束是一种偏振态空间变化具有轴对称特性的偏振光束,对称轴为光束的传播轴。因其独特的光学特性,该类型光束在光学成像、光学捕获、材料加工及表面等离子体激发等方面具有巨大的潜在应用价值。论文针对目前的研究现状和不足,对轴对称偏振光束的生成方法、光学特性及潜在应用进行了研究。基于亚波长金属光栅的偏振分束特性,提出了利用分块亚波长金属光栅在可见光波段内生成径向偏振光及高偏振级次偏振光束的方法。基于傅里叶模态方法优化设计了亚波长金属光栅的结构,并由清华富士康纳米科技研究中心利用电子束直写技术和反应离子刻蚀技术制作了偏振级次分别为1、2、3和4的偏振光束转换器件。分析了转换光束的相位分布,基于Stokes方法测试了器件转换光束的强度及偏振分布,获得的径向偏振光的偏振纯度达到94.8%,偏振级次P=2、3、4的偏振光束的偏振纯度分别为90.4%、89.3%和84.7%,器件可应用于较宽波段,具有消色差特性。基于矢量衍射理论,推导了轴对称偏振光束在自由空间聚焦场的数学表达式,数值分析了不同类型轴对称偏振光束聚焦场的强度、相位及偏振分布。研究表明轴对称偏振光束高数值孔径的聚焦场具有很强的轴向分量,在焦平面附近可产生多个超分辨聚焦光斑,焦斑数量由光束偏振级次P决定,为2×(P 1);聚焦光场依然保持轴对称偏振分布。基于共焦显微镜搭建了光学系统,对径向和切向偏振光的高数值孔径聚焦场进行了初步测试,实验结果与理论分析吻合。研究了利用衍射光学元件实现轴对称偏振光束聚焦整形的基本方法,并针对某些特定需要,设计实现了平顶聚焦场、超小光斑及长焦深聚焦场及光链分布聚焦场,同时研究了径向偏振光实现衍射超分辨聚焦的衍射光学元件的优化设计方法。初步研究了两种利用轴对称偏振光束进行光学捕获的方法,即利用高数值孔径聚焦的轴对称偏振光束在焦平面附近捕获多个粒子,以及利用高数值孔径聚焦的轴对称偏振光束激发表面等离子体波在金属表面捕获多个粒子。介绍了上述两种方法的基本原理,数值分析了方法的可行性。(本文来源于《清华大学》期刊2010-10-01）
阎杰[9]（2010）在《轴对称偏振光激励表面等离子体共振及金属纳米颗粒增强荧光辐射的研究》一文中研究指出本论文是在国家重点基础研究发展计划(973)项目,No.2006cb302905；国家自然科学基金重点项目,60736037；国家自然科学基金,10704070的资助下完成的。主要从理论和实验上研究了轴对称偏振光束激励表面等离子体共振在特殊结构中的性质和应用,以及发光层厚度对金属增强荧光辐射的影响。本论文主要的研究工作和成果和创新点如下：1.对径向偏振光聚焦光斑进行了理论计算。研究发现只有经透镜折射后的光线与光轴的最大夹角超过70度时,聚焦光斑直径才小于同样聚焦条件下线偏振光在其偏振方向的聚焦光斑直径,但仍大于线偏振光垂直于偏振方向的聚焦光斑。通过在光路中加入光阑的方法,能进一步减小径向偏振光的聚焦光斑直径。如在聚焦数值孔径为NA=1.4,加入光阑的大小为NA=1时,聚焦光斑的直径只有加光阑前的0.64倍。同样的方法应用于线偏振光聚焦也能减小聚焦光斑垂直于偏振方向的光斑直径,但沿偏振方向的光斑会增大。径向偏振光只能在一定范围内在一维方向减小聚焦光斑的直径。2.我们研究了径向偏振光照明的光纤SPR传感器的传感特性。由于径向偏振光光束截面上偏振态中心对称分布的特性,可以更有效的激励SRP,具有更高的灵敏度。理论与实验结果表明与线偏振光照明的情况相比,径向偏振光照明的光纤SPR传感器能够提高3倍的灵敏度。3.研究了轴对称偏振光束在泄露辐射模显微镜激励SPR的应用。首先通过SPR泄露场的成像观察,研究了泄露辐射模显微镜激励SPR的特点。利用轴对称偏振光束照明的泄露辐射模显微镜激励SPR,在物镜后焦面成像测量样品的空间傅立叶光谱信息,可以准确的测量超薄有机膜(小于100nm)的厚度。并利用角向偏振光在不同空间位置偏振方向不一样的特点,测量介质双折射。实验中利用角向偏振光照明泄露辐射模显微镜激励波导模共振的方式测量了双折射率差为Δn≈0.005的偶氮聚合物的双折射特性。4.理论分析了发光层厚度变化对金属增强荧光辐射的影响。计算结果表明,随发光层厚度的增加,MEF先是急剧增大,然后变缓,最后缓慢减小。实验中我们获得发光层厚度变化在15nm-70nm的薄膜并测量了其荧光增强因子,结果与理论分析基本一致,实验中获得大约5倍的荧光辐射增强因子。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2010-05-01）
[10]（2010）在《利用高偏振级次轴对称偏振光束实现叁维光学捕获(英文)》一文中研究指出We propose a novel single-beam multiple 3D optical trapping scheme using higher polarization order axially-symmetric polarized beams in an aplanatic focusing system. We calculate numerically the intensity distribution near the focus which presents a multi-focus-spot pattern and provides the possibility of multiple optical trapping. We also calculate the corresponding gradient force distribution near the focus. Finally we introduce a 3D optical chain by combining the single-beam system with a single diffractive optical element.(本文来源于《中国光学与应用光学》期刊2010年01期）
轴对称偏振光束论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
轴对称矢量光束包含径向偏振和角向偏振,具有独特的强度和偏振分布,在表面等离子体激发、激光光镊和高分辨成像等领域有重要应用。光纤中的二阶本征模式TM(01)和TE_(01)分别具有径向偏振和角向偏振性质,可用于产生轴对称偏振光束。介绍了基于少模光纤光栅(FMFBG)的全光纤轴对称偏振光束的产生方法。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
轴对称偏振光束论文参考文献
[1].周哲海,祝连庆.高级次轴对称偏振光束的聚焦特性及应用综述[J].激光与红外.2016
[2].孙彪,许立新,王安廷,顾春.基于FMFBG的全光纤轴对称偏振光束激光器[J].量子电子学报.2014
[3].孙彪.高纯度轴对称偏振光束全光纤激光器[D].中国科学技术大学.2014
[4].曹国威,李永平,毕国强.利用衍射光学元件调制轴对称偏振光提高荧光显微镜纵向分辨率[J].中国激光.2013
[5].宋睿,杨应平.经圆孔衍射的轴对称偏振光束在湍流大气中的平均光强分布和偏振特性[J].数字技术与应用.2013
[6].郑睿.全光纤轴对称偏振光激光器[D].中国科学技术大学.2011
[7].贾信庭.轴对称偏振光束特性的研究[D].华中科技大学.2011
[8].周哲海.轴对称偏振光束的生成、特性及应用[D].清华大学.2010
[9].阎杰.轴对称偏振光激励表面等离子体共振及金属纳米颗粒增强荧光辐射的研究[D].中国科学技术大学.2010
[10]..利用高偏振级次轴对称偏振光束实现叁维光学捕获(英文)[J].中国光学与应用光学.2010