网格状无衍射花瓣光束生成及非理想轴锥镜的影响

作     者：刘思齐 楼宇丽 张志远 梁茜媛 桂进斌 宋庆和 

作者机构：昆明理工大学理学院 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2024年

核心收录：

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：国家自然科学基金(Nos.61465005,62065010,62165007) 云南省2022年“兴滇英才支持计划”教学名师项目 

主　　题：矢量衍射理论 无衍射花瓣光束 光学晶格 径向光栅 轴锥镜 

摘      要：基于瑞利-索末菲矢量衍射理论与径向光栅和轴锥镜构成的衍射系统，构建了一种具有网格状二维光学晶格的无衍射花瓣光束。对径向偏振光生成无衍射花瓣光束进行了详细的理论分析，并采用数值模拟对其空间光场分布进行仿真；鉴于轴锥镜加工工艺，对非理想轴锥镜产生的影响进行详细分析。研究结果表明：无衍射花瓣光束的光学晶格随径向余弦光栅辐条数的增加而增加。相较于理想锥镜，具有双曲线顶点的非理想轴锥镜会对光场分布产生振荡影响，使二维光学晶格消失或模糊。在无衍射区内，振荡影响的范围随径向偏振光束腰半径的增大而减小，当束腰半径达到5mm时，振荡现象消失，网格状特征和光学晶格恢复到理想情况。研究结果对多粒子捕获、粒子微操纵等领域具有重要的参考意义。