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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
分数阶矢量涡旋光束的力学特性研究
Study on the mechanical properties of fractional-order vector vortex beams
投稿时间:2025-02-05  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.202502050018
中文关键词:  矢量涡旋光束  分数阶  梯度力  光陷阱
英文关键词:vector vortex beam  fractional order  gradient force  light traps
基金项目:国家自然科学基金青年科学基金(62305222)
作者单位E-mail
吴洪正 义乌泰乐机械设备有限公司,浙江 义乌 322000  
姚凯玲 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
王玲玉 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
高秀敏 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
苗玉 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 myzy626@163.com 
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中文摘要:
      从理论层面研究了可传播分数阶矢量涡旋光束的力学特性。光学涡旋的相位奇异性与矢量涡旋光束的偏振奇异性的叠加,在可传播分数阶矢量涡旋光束的产生过程中具有重要作用。基于这一特性,结合Richards-Wolf矢量衍射积分,分析了分数阶矢量涡旋光束在不同偏振角度下光学梯度力的方向和幅值变化规律;研究了在恒定拓扑荷光学涡旋条件下,不同阶数矢量涡旋光束对分数阶矢量涡旋光束力学特性的影响,并对比了该光束在聚焦与紧聚焦条件下光梯度力的变化差异。结果表明,随着矢量涡旋光束阶数的增大,光束梯度力陷阱会逐渐向外扩展,且其分布特征随偏振角度的变化而改变。分数阶矢量涡旋光束的力学特性研究,在光学操纵和粒子捕获等领域具有重要的应用价值。
英文摘要:
      We theoretically investigate the mechanical properties of propagating fractional-order vector vortex beams. The superposition of the phase singularity from optical vortices and the polarization singularity from vector vortex beam plays a crucial role in the generation of propagating fractional-order vector vortex beams. Utilizing this characteristic and based on the Richards-Wolf vector diffraction integral, we analyze the variations in both the direction and magnitude of the optical gradient force for fractional-order vector vortex beam under different polarization angles. Furthermore, we study the influence of the vector vortex beam with a constant topological charge but varying orders on the mechanical properties of the fractional vector vortex beam. We compare the changes in optical gradient forces for these beams under ordinary focusing and tightly focusing focused conditions. The results indicate that as the order of the vector vortex beam increases, the gradient force trap gradually expands outward and varies with the polarization angle. The investigation into the mechanical properties of fractional-order vector vortex beams has significant applications in optical manipulation and particle trapping.
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