
System Configuration
偏振可調(diào)矢量光束的產(chǎn)生
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置
| 激光源 | He-Ne激光器 |
| 偏振控制 | 偏振片 |
| 透鏡元件 | 透鏡3,透鏡4 |
| 濾波器件 | 空間濾波器 |
| 矢量光產(chǎn)生 | 1/4波片 |
| 擴(kuò)束 | 透鏡1,針孔,透鏡2 |
| 光束的檢測(cè) | CCD,電腦,反射鏡 |
| 光柵 | 叉形光柵,Dammann光柵 |
系統(tǒng)原理
用4-f干涉系統(tǒng)產(chǎn)生矢量光束,根掘叉形光柵±1級(jí)可產(chǎn)生拓?fù)錇?1和-1渦旋光的特性,用叉形光柵分束,并用Dammann光柵合束。He-Ne激光器作為光源,經(jīng)起偏器產(chǎn)生線偏振光,經(jīng)針孔濾波和擴(kuò)束系統(tǒng)產(chǎn)生平行光。透鏡1和2構(gòu)成4-f系統(tǒng),叉形光柵置于透鏡3的前焦面,空間濾波器在傅里葉頻譜面,僅讓拓?fù)浜蔀?1和-1的渦旋光通過。濾波器的兩個(gè)通光孔上分別放置1/4波片,將±1級(jí)線偏振光轉(zhuǎn)變成右旋和左旋圓偏振光。透鏡4的后焦面放置Dammann光柵,其光柵常數(shù)與叉形光柵相同。最后用CCD來接收產(chǎn)生的光束,并在前放置檢偏器用于檢測(cè)產(chǎn)生光束的質(zhì)量。
研究現(xiàn)狀
偏振是光的重要特性之一,偏振變換及其與物質(zhì)之間的作用已經(jīng)在光通信、光學(xué)檢測(cè)、生物學(xué)、顯示技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、材料科學(xué)等領(lǐng)域被廣泛的研究。過去的研究主要針對(duì)空間偏振分布一致的光束,近些年,空間偏振分布不一致的矢量光束引起了人們廣泛的關(guān)注。偏振呈軸對(duì)稱分布的柱矢量光束格外引人注目,特殊的偏振分布及新奇的聚焦特性使其在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,如光存儲(chǔ)、粒子加速、二次諧波產(chǎn)生激光加工、光鑷表面等離激元調(diào)控等領(lǐng)域。基于4-f干涉系統(tǒng)和相位板實(shí)現(xiàn)的矢量光束的偏振調(diào)控,由于相位型叉形光柵和Dammann光柵的引入,與用空間光調(diào)制器或振幅型光柵分束的干涉系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)具有較高的能量利用率和較低的成本。通過在系統(tǒng)的一路光中加入不同的相位片,可靈活產(chǎn)生柱矢量光和偏振混合矢量光;改變叉形光柵的拓?fù)浜桑€可產(chǎn)生高階矢量光。
潛在應(yīng)用
(1)矢量光場(chǎng)及其與物質(zhì)的相互作用在光學(xué)檢測(cè)和計(jì)量、光信息存儲(chǔ)、諧波生成、光學(xué)微操縱、自旋控制定向耦合、高分辨顯微成像、大容量光通信、光學(xué)微納加工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景;
(2)經(jīng)相位調(diào)制的徑向偏振光在量子門操縱和光學(xué)點(diǎn)陣的冷原子流動(dòng)排序中有潛在的應(yīng)用;
(3)徑向偏振光在光學(xué)傳感,拉曼增強(qiáng),超分辨成像等領(lǐng)域有著天然的優(yōu)勢(shì);
(4)相關(guān)的研究工作在生物醫(yī)學(xué)、信息科學(xué)、量子光學(xué)、計(jì)量學(xué)中有著廣闊的應(yīng)用前景,并可為其他相關(guān)領(lǐng)域的研究提供有效的科學(xué)工具。
徑向偏振光激光微加工
自旋復(fù)用超表面全息
彎曲納米光柵
光纖渦旋光