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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
完美涡旋光的自由空间传播特性
Free space propagation characteristics of perfect vortex beam
投稿时间:2022-02-25  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.2022.005.009
中文关键词:  完美涡旋光  拓扑荷数  傅里叶变换  衍射
英文关键词:perfect vortex beam  topological charge  Fourier transform  diffraction
基金项目:国家自然科学基金(61975125);上海市自然科学基金(21ZR1443800)
作者单位E-mail
戴梦婷 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院上海 200093 
 
耿滔 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院上海 200093 
gengtao@usst.edu.cn 
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中文摘要:
      理想完美涡旋光束是一种光强分布不随拓扑荷数的改变而改变的特殊光束,与普通涡旋光束相比,其可以大幅提升在微粒操纵、光纤传输等方面的应用效率。为了探究完美涡旋光束的自由空间传播特性,利用汉克变换详细计算并分析了拓扑荷数、初始面光环半径以及环宽度对其衍射特性的影响,发现完美涡旋光束不具备无衍射特性,光环会随着衍射距离的增加而展宽并逐渐向贝塞尔函数转变。当初始面光环半径增加或环宽度减小时,衍射效应增强,其中环宽度的影响要大于光环半径。与前两者相比,拓扑荷数对衍射效应的影响较小。研究结果对完美涡旋光的进一步应用提供了有益的理论参考。
英文摘要:
      The ideal perfect vortex beam is a special beam whose intensity distribution does not change with the change of the topological charge. Compared with ordinary vortex beam, it can greatly improve the application efficiency in particle manipulation and optical fiber transmission. In order to explore the free space propagation characteristics of the perfect vortex beam, this article uses Hank transformation to calculate and analyze the effects of the topological charge, the initial surface ring radius and the ring width on its diffraction characteristics in detail, it is found that the perfect vortex beam does not have the characteristic of non-diffraction, and the halo will broaden with the increase of the diffraction distance and gradually transform to the Bessel function. When the radius of the initial surface increases or the width of the ring decreases, the diffraction effect increases, and the effect of the ring width is greater than the ring radius. Compared with the previous two cases, the topological charge has less influence on the diffraction effect. The research in this paper is expected to provide a useful theoretical reference for the further application of the perfect vortex beam.
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