紧聚焦的角向偏振艾里光束产生超分辨光针

作     者：刘嘉伟 聂仲泉 LIU Jiawei;NIE Zhongquan

作者机构：太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室太原030619 太原理工大学物理与光电工程学院太原030619 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11974258,11604236,61575139,11674239,51602213) 山西省重点研发计划(高新领域)资助项目(201903D121127) 山西省高等学校科技创新资助项目(2019L0151) 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2021年第45卷第3期

页      码：390-395页

摘      要：为了研究角向偏振艾里光束的紧聚焦特性,采用理查德-沃夫矢量衍射理论分析优化了艾里光束的指数衰减因子、主环半径与比例因子对其入射光场分布的影响;分别研究了角向偏振艾里光束聚焦场分布与涡旋滤波器调制的角向偏振艾里光束的聚焦场分布,得到亚波长的角向中空场分布与亮场分布,实验结果与理论模拟基本一致。进一步利用粒子群算法设计多环涡旋相位滤波器调制角向偏振艾里光束,紧聚焦后得到了超长无衍射超分辨的横向偏振光针。结果表明,光针的半峰全宽为0.395λ,聚焦深度为37.432λ,纵横比达到94.788;通过计算斯托克斯参量分析聚焦光场的偏振分布,发现聚焦光场在径向偏振与角向偏振之间交替变化,且光束中心奇异点消失,实现了横向偏振的亮场分布。该研究在高密度的磁光存储、超分辨的光学成像、纳米光刻与粒子操作等领域具有广泛的应用。

主 题 词：物理光学 高密度磁光存储 矢量衍射理论 角向偏振光 斯托克斯分量 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.03.022

馆 藏 号：203103219...