导读:本文包含了光束聚焦论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光束,矢量,光学,高斯,器件,能量,表面。
光束聚焦论文文献综述
刘山峰,袁沭娟,孙钰淇,杨茜,刘扬眉[1]（2019）在《亚波长光栅负折射透镜的柱矢量光束聚焦特性》一文中研究指出研究亚波长负折射光栅透镜的柱矢量光束聚焦效应,探索并分析光栅的材料、几何参数等对聚焦效果的影响。亚波长光栅的-1级衍射效应可实现等效负折射现象,结合等光程原理可设计出聚焦平凹镜。利用柱对称坐标系下的有限元算法,分析不同材料折射率、不同等效负折射率、不同预设焦距对实际聚焦效果的影响。结果表明:材料折射率能影响聚焦场的能量效率;等效负折射率为-1时,焦点尺寸最小;预设焦距越小,焦点尺寸越小。聚焦场中纵向电场的比例是影响聚焦场横向尺寸的决定性因素。因此,合理设定光栅负折射率、材料折射率,优化负折射光栅平凹镜设计,能够获得优化的聚焦效果。本工作为柱矢量光束聚焦场调控及相关领域的微纳结构设计提供了参考。(本文来源于《光学学报》期刊2019年11期）
胡晨曦,王吉明,吴彤,赫崇君,顾晓蓉[2]（2018）在《基于超表面的宽波带光束聚焦研究》一文中研究指出超颖表面是一种基于亚波长结构的光学平板膜层,可在亚波长传输范围内调控入射光束的相位、振幅和偏振。为了代替传统的曲面光学元件,采用传输相位调控理论和广义折反射定律,设计了一种新型的超颖表面,并进行了程序模拟,取得了此亚波长结构对光束聚焦调控的数据。结果表明,当增加超颖表面的椭圆基元的长短轴长度时,材料的等效折射率增加,并且适用的波长范围增加到0.7μm~1.2μm;通过优化超表面结构参量,可实现在宽波带范围内的相位调控,进而获得聚焦光场的优化,在一定程度上可以代替传统光学元件实现光学聚焦。该研究结果在超分辨率成像及光刻等方面有一定参考价值,在一些特殊的需要亚波长结构调控光束的情况下可以使光路简单化,并且比传统的光学元件有着厚度方面的优势。(本文来源于《激光技术》期刊2018年05期）
胡晨曦[3]（2018）在《基于超颖表面的光束聚焦和矢量光场产生》一文中研究指出光作为信息的载体,其基本性质中的频率、振幅、相位早己被深入研究并在各个领域得到广泛应用。偏振是光的基本属性,用来表现其矢量状态,对光的特性起着重要的作用,而相位是光波的基本物理参量。伴随着微纳米技术的高速发展,以亚波长为尺度的光学器件加工起来更容易实现。如今比波长更薄的基于超颖表面的光学平板已经可以取代传统的组件对光线进行聚焦、波前控制和偏振控制。本文简要阐述了传统的产生矢量光束的方法,并且讨论了之前的研究关于使用超颖表面来代替传统方法实现矢量光束的可行性,分析了亚波长结构超颖表面对输入光场的调控机理,研究了基于超颖表面来进行光束聚焦及其对于矢量光场的偏振态、振幅及传输相位和几何相位的调控。首先,基于超颖表面的宽波带光束聚焦,结合传输相位调控理论和广义折反射定律,验证了通过调整表面基元占空比改变等效折射率的可行性。所以,设计了一种SiO_2基底上椭圆Si柱基元的超颖表面,通过调整线宽改变等效折射率,从而改变穿过电磁波的传输相位,研究并获得了该超颖表面对不同波长光束聚焦的规律。与之前的结构相比,这种新型的超颖表面适用于宽波带光束聚焦的情况。其次,基于超颖表面的柱矢量光束产生,阐述了Pancharatnam和Berry的几何相位理论,分析了通过传输相位和几何相位调控矢量光束的可行性。对SiO_2基的椭圆Si柱基元的超颖表面进行了进一步研究,通过综合调整线宽和长轴的倾角,对传输相位和几何相位进行调控,研究并获得了该超颖表面对不同波长及不同偏振线偏振光束的调控数据。这种新型的超颖表面可以适用于宽波带红外光场的矢量化调控情况。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2018-03-01）
高晓梅,张永红[4]（2017）在《Airy光束聚焦后自恢复与透镜校正研究》一文中研究指出Airy光束是一种特殊的无衍射光束,具有自恢复性及自弯曲性。根据衍射理论对聚焦后有限能量Airy光束的自恢复现象进行了研究,利用叁角棱镜和圆形聚焦透镜组成的光学系统产生了Airy光束,所得到的Airy光束衰减较快。通过增加透镜对光束进行修正,并对修正前后Airy光束的光强分布的变化进行数值模拟和对比。结果表明,在一定传输距离内,有限能量Airy光束聚焦后自恢复光束随着传播距离的增大很快衰减。通过加入校正透镜可以抑制Airy光束的衰减。(本文来源于《电子测量与仪器学报》期刊2017年05期）
谢志坤,钱伟岸,张金辉,李少锋,卫冠[5]（2017）在《基于空间光调制的光束聚焦实时反馈控制方法及系统》一文中研究指出提出一种基于空间光调制的光束聚焦控制方法,利用液晶空间光调制器产生动态的二元菲涅耳透镜相位结构,以实现对光束焦斑的轴向与横向偏移的快速精确调节。采用面阵探测器检测光斑大小与位置信息,结合反馈控制机制可实现对光束聚焦点叁维位置的自动校准及稳定性控制。该方法在调节过程中不同偏移量之间不存在耦合影响,且横向偏移调节对光传输距离不敏感。进一步介绍了基于该方法搭建的光束聚焦实时反馈控制系统。实验表明,光束焦斑的轴向校准能做到精确快速的收敛。横向偏移校准方面,在较短焦距的情况下能做到单步收敛,而在较长焦距的情况下需要结合比例积分微分控制算法进行调节,如利用数据拟合对调节误差进行经验修正,也可做到单步收敛。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2017年07期）
杨婧[6]（2016）在《有限能量Airy光束聚焦后自恢复现象研究》一文中研究指出Airy光束是一种无衍射光束,具有无衍射性、自恢复性以及自弯曲性。Airy光束在微小颗粒控制、清理光学颗粒以及光子弹等方面都有很大的应用前景。Airy光束广泛运用于很多领域,但Airy光束自恢复后的发散角很大,只能传播很短的距离,另外光束聚焦自恢复后的传播都受天气的影响,这都是本文将要研究讨论的问题,本文的研究内容如下:1.利用广义惠更斯—菲涅耳衍射积分公式,推导出Airy自恢复光束的光场分布表达式和光强表达式并进行数值模拟与分析。2.随着传输距离的增加,有限能量Airy光束聚焦后自恢复光束很快扩散衰减。我尝试加入一个透镜对光束进行校正,推导出校正后的Airy自恢复光束的光场分布表达式和光强表达式并进行数值模拟与分析。3.研究在不同天气情况下有限能量Airy光束聚焦后的自恢复现象,并分别对不同天气下有限能量Airy光束聚焦后自恢复光束的光强分布进行了数值计算,最后做出讨论。研究结果表明:在一定传输距离内,有限能量Airy光束聚焦后自恢复光束随着传播距离的增大光束很快发生扩散,能量发生衰减。加入另一个透镜对Airy自恢复光束进行校正,使应用范围得以扩展。不同天气对有限能量Airy光束聚焦后的自恢复性影响程度不同,晴天对有限能量Airy光束聚焦后自恢复光束传输质量的影响最小,小雨、中雨、中雾、中雪对光束的传输质量影响依次变大。(本文来源于《西安理工大学》期刊2016-06-30）
赵弘扬[7]（2016）在《基于矢量光束聚焦的超分辨滤波器设计研究》一文中研究指出长期以来,光学成像系统的分辨率都受到阿贝衍射极限的限制。随着纳米级加工和生物探测等领域的发展,如何设计行之有效的方案超越阿贝衍射极限和瑞利判据的限制,在可见光波段获取更加锐利的聚焦光斑和超细光针,实现光学系统超分辨聚焦和超分辨成像,成为光学领域迫在眉睫需要解决的科学问题。本文“基于矢量光束聚焦的超分辨滤波器设计研究”旨在从矢量无衍射光束聚焦、二元相位型超分辨光瞳滤波器优化以及大数值孔径球面反射系统聚焦理论叁个方面进行了深入研究,探索实现远场光学超分辨聚焦或亚波长超细光针的新方法和新理论。本课题从以下叁个方面展开研究:1.从入射光束角度出发,探索线偏振、圆偏振、径向偏振以及角向偏振四种偏振态下一维及二维Airy光束的高数值孔径透镜系统聚焦结果。利用Airy光束聚焦得到焦平面y向最小半高全宽0.37λ的聚焦光斑。同时,通过分析光瞳面上Airy光束振幅及相位特性,设计了余弦型复振幅滤波器,实现了Airy光束聚焦可控多焦点的光场分布。通过调节入射光束参数可以实现双焦点距离从3.56λ到1.15λ的连续调节,调节余弦型复振幅滤波器参数可以实现对焦点数目的有效调节。2.针对多环带二元相位型光瞳滤波器优化问题,提出了一种能够普遍适用、快速高效的优化算法。利用函数的幂级数展开公式,推导了Richards-Wolf公式的类解析多项式数学表达式,简化了优化算法中的计算,减小了迭代优化的计算量。基于对标准粒子群算法的改进,提出了新型遗传-粒子群联合算法。新算法改进了惯性因子和加速因子的设置策略,引入了交叉、变异操作。对于基准函数的优化测试结果表明改进算法能够快速收敛至全局最优解。利用新型遗传-粒子群联合算法优化了多环带二元相位型滤波器参数,实现了半高全宽为0.41λ,焦深为6.05λ的聚焦光斑。新型遗传-粒子群联合算法所得结果要优于现有文献中的二元纯相位滤波器的优化结果,并且优化所需时间降低为标准粒子群算法的1/4。3.从系统研究方面,开展了对球面反射系统聚焦的理论分析,分析了球面反射系统特有的超长焦深性质。分析了球面反射聚焦系统与透镜聚焦系统焦区光场积分表达式的异同点,并在此基础上提出了应用于透镜系统的球面相位型滤波器,实现了透镜系统聚焦半高全宽为0.4λ,焦深约400λ的超分辨超长光针。本课题的研究结果为实现远场超分辨聚焦、超长光针及多焦点光场提供了参考,在生物医疗、超分辨成像以及激光直写等领域具有广泛的应用。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
毋飞鹏[8]（2016）在《微粒在高斯光束聚焦场中的受力与运动》一文中研究指出自Ashkin在实验上观测到聚焦光束对微粒的捕获现象以来,光镊技术得到了巨大的发展,被广泛运用在物理,化学以及生命科学等领域,尤其在生物领域,可以利用光镊技术来操纵具有复杂结构生物微粒。现如今,在理论上已发展出了多种用于计算微粒受力的方法,其中T矩阵方法作为一种高效的数值计算方法受到了很多关注,它可以用来计算具有任意形状的多层粒子受到的辐射力。本文介绍了T矩阵原理,计算了平面波、高斯光束以及一阶矢量贝塞尔高斯光束对双层球形粒子的捕获效率,分析了微粒在光场中的运动,并进行了相关实验。文章首先介绍了光镊技术的背景以及其在结构、应用、理论等方面的发展现状,着重介绍了几种计算粒子受力的计算模型。在原理部分,本文由零场方程出发详细介绍了利用T矩阵方法计算单层粒子与双层粒子的原理,并且介绍了用于计算聚焦场的矢量衍射积分方法以及计算粒子受力的麦克斯韦应力张量积分方法。在理论方面,本文得到了用于计算双层球形粒子T矩阵的详细表达式,可以由其推广到任意多层球形粒子;当平面波、高斯光束以及一阶矢量贝塞尔高斯光束作为捕获光源时,本文给出了入射场的展开系数的计算公式;分别计算了双层球形粒子在叁种光束聚焦场的不同位置的捕获效率。结果表明,平面波和高斯光束入射时,对于内层折射率小于外层的粒子,可能在焦点前后分别形成一个稳定平衡点和一个不稳定平衡点;平面波、高斯光束和矢量光束对于空心粒子(内层折射率为1)的捕获效果依次减弱;此外,内层折射率和尺寸都会影响捕获效率的大小,随着内层折射率增加,捕获效率先增加然后慢慢减小到0,空心粒子的内层尺寸增加时,捕获效率逐渐减小到0。在实验方面,本文分别测量了氢氟酸(HF)对光纤包层和纤芯的腐蚀速率;制备了具有双锥角的探针,实验过程中封闭液的种类会影响一次锥角大小,而腐蚀时间和HF浓度会影响二次锥角的大小;本文还搭建了光镊捕获系统,并进行了酵母菌的捕获、操纵与逃逸实验,粗略测量了探针对酵母菌的捕获力大小,并与理论结果进行了对比分析,发现实验的结果要小于理论结果。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2016-04-01）
吕伟[9]（2015）在《矢量光束聚焦光场的产生及调控》一文中研究指出矢量光束是指同一时刻的波前不同位置具有不同偏振态的光束。这一概念是基于标量光束提出的,例如线偏振光束、圆偏振光束、部分偏振光束或椭圆偏振光束都是均匀分布的标量光束。均匀分布的偏振光在以往的科学研究中受到关注,但是矢量光束偏振态的分布是随着空间的变化而变化的,这种独特的性质使矢量光场具有许多潜在的应用价值,所以,人们非常重视矢量偏振光束特性的研究及应用前景。本论文主要内容如下:(1)介绍了矢量偏振光束的定义、分类、研究意义、发展现状及应用前景。(2)介绍了正弦与亥姆霍兹条件下的切趾函数,B.Richards和E.Wolf的矢量衍射理论,由此推导出矢量偏振光束在高数值孔径聚焦场的数学表达式。(3)介绍了衍射光学元件的概念、研究进展、主要特点及其应用。衍射光学元件通过对入射光束的位相进行调制来有效控制焦点处的光场强度分布,将光束的焦深拉长,减小焦斑的直径,也就是在光轴方向形成平顶型光场分布。(4)对位相型衍射光学元件调制径向偏振光、广义轴对称矢量偏振光的相位分布,聚焦的性质进行了研究。采用理查德-沃尔夫矢量衍射理论进行仿真模拟,结果表明可以使用径向偏振光和广义轴对称偏振光入射聚焦形成但光泡和双光泡,即中心光强为零的暗斑,周围有较强光强。选择适当参数,同时入射这两种光束也可以形成双光泡。(5)对径向偏振光、轴对称矢量偏振光聚焦形成平顶型光场的原理进行了分析。利用相位型衍射光学元件调制,选择适当的参数,聚焦获得平顶型光场。设计了复振幅型的衍射光学元件,使用它聚焦径向偏振光得到大焦深的平顶光场。同时,我们发现增加衍射光学元件的同心圆环的数量也会使焦斑延长,并且变得更细,也就是说多区间的衍射光学元件对于平顶光场具有优化作用,这对于材料加工方面有比较重要的意义。(本文来源于《青岛大学》期刊2015-06-09）
曾祥梅,惠战强,王烨,周花[10]（2014）在《湍流大气对高斯光束聚焦特性的影响》一文中研究指出基于广义惠更斯-菲涅尔原理,推导出高斯光束在湍流大气中经薄透镜聚焦后的光强解析表达式,进而得到轴上点最大光强和相对焦移的公式。对表达式进行的数值仿真结果表明,湍流大气中高斯光束的聚焦规律与自由空间中高斯光束的聚焦规律相同,湍流大气对高斯光束聚焦特性的影响表现为,使得轴上点最大光强减小、相对焦移增大。因此,为在探测器上获得最大光强和较小的相对焦移,应采用大束腰高斯光束通过短焦距透镜进行聚焦。(本文来源于《光电子.激光》期刊2014年04期）
光束聚焦论文开题报告
（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：
超颖表面是一种基于亚波长结构的光学平板膜层,可在亚波长传输范围内调控入射光束的相位、振幅和偏振。为了代替传统的曲面光学元件,采用传输相位调控理论和广义折反射定律,设计了一种新型的超颖表面,并进行了程序模拟,取得了此亚波长结构对光束聚焦调控的数据。结果表明,当增加超颖表面的椭圆基元的长短轴长度时,材料的等效折射率增加,并且适用的波长范围增加到0.7μm~1.2μm;通过优化超表面结构参量,可实现在宽波带范围内的相位调控,进而获得聚焦光场的优化,在一定程度上可以代替传统光学元件实现光学聚焦。该研究结果在超分辨率成像及光刻等方面有一定参考价值,在一些特殊的需要亚波长结构调控光束的情况下可以使光路简单化,并且比传统的光学元件有着厚度方面的优势。
（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。
光束聚焦论文参考文献
[1].刘山峰,袁沭娟,孙钰淇,杨茜,刘扬眉.亚波长光栅负折射透镜的柱矢量光束聚焦特性[J].光学学报.2019
[2].胡晨曦,王吉明,吴彤,赫崇君,顾晓蓉.基于超表面的宽波带光束聚焦研究[J].激光技术.2018
[3].胡晨曦.基于超颖表面的光束聚焦和矢量光场产生[D].南京航空航天大学.2018
[4].高晓梅,张永红.Airy光束聚焦后自恢复与透镜校正研究[J].电子测量与仪器学报.2017
[5].谢志坤,钱伟岸,张金辉,李少锋,卫冠.基于空间光调制的光束聚焦实时反馈控制方法及系统[J].激光与光电子学进展.2017
[6].杨婧.有限能量Airy光束聚焦后自恢复现象研究[D].西安理工大学.2016
[7].赵弘扬.基于矢量光束聚焦的超分辨滤波器设计研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[8].毋飞鹏.微粒在高斯光束聚焦场中的受力与运动[D].武汉理工大学.2016
[9].吕伟.矢量光束聚焦光场的产生及调控[D].青岛大学.2015
[10].曾祥梅,惠战强,王烨,周花.湍流大气对高斯光束聚焦特性的影响[J].光电子.激光.2014
论文知识图
