【摘 要】
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涡旋光束是一类携带轨道角动量的特殊光束,其波前呈螺旋型,光场分布呈环状。这些特殊的性质使得涡旋光束在微型粒子操纵、光信息传输以及激光整形等领域有着广泛的应用,尤其是环半径不随拓扑荷数改变的完美涡旋光束。近年来,对完美涡旋光束的研究不再局限于光场呈圆对称的传统光束,越来越多不同模式的完美涡旋光被提出,这对于信息传输、光束整形等具有重要意义。本论文基于飞秒激光直写技术,设计并制备了用于实现不同模式完美
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涡旋光束是一类携带轨道角动量的特殊光束,其波前呈螺旋型,光场分布呈环状。这些特殊的性质使得涡旋光束在微型粒子操纵、光信息传输以及激光整形等领域有着广泛的应用,尤其是环半径不随拓扑荷数改变的完美涡旋光束。近年来,对完美涡旋光束的研究不再局限于光场呈圆对称的传统光束,越来越多不同模式的完美涡旋光被提出,这对于信息传输、光束整形等具有重要意义。本论文基于飞秒激光直写技术,设计并制备了用于实现不同模式完美涡旋光束的相位板,并且对其光学特性进行测试与分析。论文的主要工作包括以下几个方面:（1）基于飞秒激光直写技术,设计并制备了两种完美涡旋光束相位板,研究了制备相位板的工艺参数对其表面形貌的影响。通过实测结果表明制备的相位板具有良好的光学性能。（2）提出了一种用于实现椭圆完美涡旋光束的相位板,该相位板的相位分布是由最优化相位元件和Gabor波带片的相位分布叠加而成,通过改变相位板的比例因子可以实现对亮环尺寸的调控、改变椭圆度控制参数可以实现亮环椭圆离心率的调控。使用飞秒激光直写系统制备的椭圆完美涡旋光束相位板具有连续的表面轮廓,并且通过数值仿真与实验测试证明提出的椭圆完美涡旋光束相位板可以实现对拓扑荷数、亮环尺寸、亮环椭圆离心率的控制。
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