緊聚焦圓柱矢量光束捕獲多個粒子的研究.pdf

1、偏振是光束非常重要的屬性，利用不同偏振態(tài)的光束與光學(xué)衍射元件以及光學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合可以實現(xiàn)很多新穎的光學(xué)現(xiàn)象，具有較高的研究價值。在非均勻偏振光束中，圓柱矢量光束由于其優(yōu)異的聚焦性質(zhì)，被科研工作者廣泛的關(guān)注，在光學(xué)捕獲、納米光刻、粒子加速等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用?；谑噶垦苌淅碚?，結(jié)合了衍射光學(xué)元件對光束的調(diào)制作用，本論文主要研究了圓柱矢量光束緊聚焦的光場分布，實現(xiàn)了光學(xué)籠子以及一維光鏈的目的?；谌鹄⑸淅碚?，分析粒子在光場中的輻射力情況，討

2、論穩(wěn)定的捕獲條件。主要的工作內(nèi)容如下：
　　基于矢量衍射理論，推導(dǎo)了圓柱矢量光束緊聚焦的光場分布，特別地，給出了徑向偏振光和角向偏振光緊聚焦光場分布的解析解。利用瑞利散射理論，計算了瑞利粒子在圓柱矢量光束緊聚焦的光場中受到的輻射力，給出了粒子捕獲的兩個穩(wěn)定性判據(jù)。
　　計算了雙環(huán)形圓柱矢量光束緊聚焦的歸一化光場分布。討論了不同的截斷參數(shù)對緊聚焦場分布的影響，計算了截斷參數(shù)和焦平面峰值光強的依賴關(guān)系，剖析了產(chǎn)生這種關(guān)系的物理機

3、制。討論了偏振方向和徑向的夾角與緊聚焦光場分布的關(guān)系，計算了入射光束為純徑向偏振光和純角向偏振光時光束緊聚焦的焦平面的光場分布?；谌鹄⑸淅碚?，計算了瑞利粒子在緊聚焦后的光場中受到的梯度力、散射力和吸收力，計算了粒子捕獲的穩(wěn)定性判據(jù)，給出了穩(wěn)定捕獲的條件。
　　基于矢量衍射理論，結(jié)合了光學(xué)渦旋和偏振畸變的相互作用，計算了三環(huán)形相位光闌調(diào)制的角向偏振光束緊聚焦的光場分布，定性的剖析了產(chǎn)生橫向一維光鏈的物理機制。研究了三環(huán)形相位光闌

4、內(nèi)環(huán)和外環(huán)的相位差的改變對緊聚焦的光場分布的影響?；谌鹄⑸淅碚摚嬎懔巳鹄Ｗ釉诮窍蚱窆馐o聚焦后的光場中受到的梯度力、散射力和吸收力，計算了粒子捕獲的穩(wěn)定性判據(jù)。
　　為了進一步優(yōu)化粒子捕獲的光場的穩(wěn)定性，計算了徑向偏振光通過三環(huán)形相位光闌緊聚焦的光強分布，研究了三環(huán)形相位光闌內(nèi)環(huán)和外環(huán)的相位差對焦平面光場的影響?；谌鹄⑸淅碚摚嬎懔巳鹄Ｗ釉趶较蚱窆馐o聚焦的光場中受到的梯度力、散射力和吸收力，比較了角向偏振光和徑