【摘 要】
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光学涡旋(Optical Vortices)是一类具有相位奇点和螺旋相位波前结构的特殊光场,是现代光学的一个分支。近年来光学涡旋的应用非常广泛,已经在光学微操纵、非线性光学、生物医学
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光学涡旋(Optical Vortices)是一类具有相位奇点和螺旋相位波前结构的特殊光场,是现代光学的一个分支。近年来光学涡旋的应用非常广泛,已经在光学微操纵、非线性光学、生物医学、光量子信息处理等领域具有重要的应用价值。本论文主要介绍了涡旋光场的特性和分类,以及从理论分析和数值模拟方面研究了不同涡旋光束之间的干涉情况,具体介绍如下: 1.对光学涡旋进行了简要的介绍,概述了光学涡旋的发展简史和研究现状,总结了光学涡旋的应用并说明了本论文的研究目的。 2.论述了光学涡旋的基本原理。从数学分析和图像上对光学涡旋进行描述,进一步证实了涡旋光束的旋转方向与拓扑荷的正负有关;随后介绍了实验室中几种常见的涡旋光束的特性,从涡旋的强度和相位分布方面对光束进行研究。 3.对标准的光学涡旋和非标准的光学涡旋进行分析,证实了标准光学涡旋的相位是呈圆形分布的,而非标准的光学涡旋的相位是呈椭圆形分布的;随后对涡旋光束在线性介质和非线性介质下的传输轨迹进行了研究。 4.通过对不同的涡旋光束进行干涉叠加,可以产生丰富多样的复合光学涡旋,多个涡旋光场之间的干涉呈现出新颖的强度和相位分布特征。运用理论分析和数值模拟的方法进一步证明了两个对称分布的涡旋光束之间的干涉情况,通过改变涡旋光束的数目、拓扑荷值或相对离轴参数,即可获得不同分布的对称涡旋阵列光场。这为研究复杂涡旋光场的干涉提供了一种有效的方法。
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