基于MATLAB的矢量光束聚焦光场仿真

作     者：陈瑞 袁小瑾 庞晓宁 崔新图 赵福利 CHEN Rui;YUAN Xiaojin;PANG Xiaoning;CUI Xintu;ZHAO Fuli

作者机构：中山大学物理学院 物理学国家级实验教学示范中心(中山大学)广东广州510275 

出 版 物：《物理与工程》 (Physics and Engineering)

年 卷 期：2022年第32卷第1期

页      面：13-17页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：2018年中山大学质量工程项目《精品资源共享课建设项目》(2018WL-ZLJG002) 广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515010626) 2021年中山大学本科教学质量工程项目《光电信息科学与工程专业本科人才培养质量跟踪与提升》(2021WL-ZLJG008) 

主　　题：偏振 矢量衍射理论 矢量光束 MATLAB仿真 

摘      要：偏振是光的基本属性之一,也是光学课程教学中的重点内容。但由于课时限制等原因,光学课程对于光的偏振介绍比较简单,内容也局限于老旧内容。随着光学的发展,矢量偏振光束由于其独特的特性已经被广泛的研究和应用,因此,在光学课程中引入偏振发展的前沿知识,有助于学生探索新的光学发展领域,从而激发他们的学习兴趣,为推动教研融合作出积极贡献。本文以矢量偏振光束通过高数值孔径物镜的衍射为例,基于矢量衍射理论和MATLAB模拟仿真展示偏振态对光场传播过程和聚焦光场的影响。首先根据矢量衍射理论推导了聚焦场分布积分表示;然后借助MATLAB仿真给出了矢量偏振光束入射情况下聚焦光场分布;最后通过与常见的线偏振光和圆偏振光对比,对矢量偏振光束聚焦场分布进行了分析和总结。