【摘 要】
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拥有螺旋相位因子exp4)的光具有一定大小的轨道角动量,每个光子携带的轨道角动量为lη,其中l为拓扑荷数。由于具有特殊的性质,轨道角动量光束在光学通信、微粒操控、非接触式测量等领域都具有重要的研究意义。而叠加态轨道角动量由于具有特殊的周期性强度结构,这进一步拓宽了光的轨道角动量的应用领域。本文利用螺旋嵌套掩膜对叠加态轨道角动量进行调控,并对叠加态轨道角动量的应用进行分析研究。主要内容如下:1.介绍
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拥有螺旋相位因子exp4)的光具有一定大小的轨道角动量,每个光子携带的轨道角动量为lη,其中l为拓扑荷数。由于具有特殊的性质,轨道角动量光束在光学通信、微粒操控、非接触式测量等领域都具有重要的研究意义。而叠加态轨道角动量由于具有特殊的周期性强度结构,这进一步拓宽了光的轨道角动量的应用领域。本文利用螺旋嵌套掩膜对叠加态轨道角动量进行调控,并对叠加态轨道角动量的应用进行分析研究。主要内容如下:1.介绍了光的轨道角动量的研究背景、意义及现状、光的基本传播理论与方法。并介绍了轨道角动量光束的相关理论与光镊领域的相关知识。2.提出了一种利用螺旋嵌套掩膜产生叠加态轨道角动量的方法。基于费马螺旋针孔结构对光的轨道角动量模式的重新分布作用,将相同的费马螺旋进行角向等距排列来完成模式选择。再通过将不同的费马螺旋阵列进行内外嵌套,从而产生叠加态轨道角动量。进一步,研究了该叠加态轨道角动量的纵向与横向模式分布特点,发现产生的轨道角动量模式会随着传播距离而变化。3.在2的基础上,将螺旋结构进行广义化,研究了利用不同螺旋结构来产生叠加态轨道角动量的优缺点。4.对叠加态轨道角动量的应用进行分析。在引入掩膜相对旋转的基础上实现对叠加态轨道角动量的动态调控,发现叠加态轨道角动量的旋转变速效应。进一步研究了叠加态轨道角动量在光镊领域内的应用,发现叠加态轨道角动量的力场分布具有旋转对称性。
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