摘要：设计了一种尺寸可调谐的局域空心光束,通过轴棱锥与透镜距离的调节改变局域空心光束的尺寸,通过矩形光阑的调节使局域空心光束产生缺口。用MATLAB模拟了局域空心光束在调控中的尺寸变化和开闭口变化,以及轴棱锥之后的贝塞尔光束的变化,通过模拟和实验分别展示了局域空心光束由形成到闭合的过程。用MATLAB模拟了金粒子在局域空心光束中受到的梯度力、散射力以及二者的合力,然后根据横向梯度力与纵向梯度力判断粒子通过缺口进入光场后的首次捕获情况,并根据分析计算出了能够囚禁住的金粒子的尺寸。

摘要：不同尺寸的局域空心光束可囚禁不同尺度的微粒,在生命科学和纳米科技中具有重要的意义。提出了一种利用普通球面透镜望远系统来变换局域空心光束尺寸的新方法。利用几何光学方法进行了分析,采用ZEMAX光学设计软件实现光线追迹进行模拟。实验中拍摄并测量了经望远系统变换前后的局域空心光束的尺寸。结果表明,局域空心光束尺寸的变换比等于两个透镜的焦距比(望远系统的放大倍率),理论分析和数值模拟与实验结果吻合。

摘要：通过对由两个零级贝塞尔光束相干叠加形成的三维衍射光场的理论分析和计算机模拟,发现当双零级贝塞尔光束的有关参量满足一定条件时,会在光轴上形成一系列高质量的局域空心光束。在此基础上,进一步分析了这种阵列局域空心光束的大小、阵列周期及局域空心光束的质量与双零级贝塞尔光束和光路参量的定量关系。推导出双零级贝塞尔光束叠加时在中心暗斑位置达到完全干涉相消的条件是通过两个环缝的能量要相同,以及产生最佳局域空心光束的内外环缝光源半径的比值为0.465。该研究为进一步设计制备基于双零级贝塞尔光束干涉实现阵列局域空心光束的新型衍射光学元件提供了理论依据和设计参量。

摘要：为了寻找一种简单有效的产生局域空心光束的方法,提出了一种利用交错型光子筛产生空心光束的方法。通过光子筛的内部区域和外部区域相消达到轴上光强为零的目的。给出了光子筛的结构和设计参数,对空心光束中心暗斑尺寸和光子筛焦距、环带数、小孔调制系数的关系进行了深入的研究,发现改变焦距和环带数可以得到微米甚至亚微米的中心暗斑的局域空心光束。理论推导和仿真分析验证了方法的可行性,该方法具有结构简单和能产生极小中心暗斑的优点,特别适用于光学镊子、原子冷却等。

摘要：提出并展示了产生单个可调局域空心光束的一种新型元件。该元件由光罩与平凸透镜组成,结构简单,易于生产。该元件可调制平行光产生参数固定的局域空心光束,通过更换光罩可在较大范围内实现局域空心光束的尺寸调谐。从应用光学角度分析了新型元件的成像原理,推出了产生局域空心光束的参数公式。依据衍射积分理论推导出了元件后方的光场分布公式并用Matlab进行数值模拟,使用He-Ne激光作为光源,实验拍摄了局域空心光束的截面光强分布,实验结果与仿真模拟基本吻合。

摘要：首次使用了离散傅里叶方法数值分析局域空心光束。用离散傅里叶方法描述单色平面波产生局域空心光束(bottle beam)的光强分布,引入色散公式使得一定频谱宽度的LED光源同样适用。讨论抽样要求并对变量进行离散化,导出LED产生bottle beam的离散化傅里叶公式。最后代入相关参数并用MATLAB进行数值模拟,得到了在不同距离处光束的强度分布。设计实验进行验证,实验结果表明:使用LED也能够产生高质量的bottle beam。数值模拟与实验结果基本吻合,证明了采用傅里叶方法可以精确地分析非相干光源产生bottle beam,并且相较于传统的标量衍射理论,它更加简洁、快速,是研究bottle beam的一种全新又可靠的方法。

摘要：设计了一种能够产生阵列局域空心光束的超表面透镜。该透镜基于几何相位原理,通过调整二氧化钛纳米单元的长宽比以及旋转角度能够实现对波前的精确控制。超表面在波长为632.8 nm的左旋圆偏振光照射下,能够产生多个微米级的局域空心光束,并且可以通过控制环形障碍物的尺寸来改变产生局域空心光束的数量。该超表面透镜也可以通过改变相对孔径值(RA)来控制局域空心光束的横向和纵向半峰全宽的尺寸,进而产生所需尺寸的阵列局域空心光束。

摘要：提出产生尺寸可调单个局域空心光束(bottle beam)的一种液体轴棱锥新模型。从几何光学角度分析了液体轴棱锥产生局域空心光束的原理,同时利用衍射理论加以模拟验证。得出:注入液体折射率大于轴棱锥材料折射率时可产生单个局域空心光束。通过光学设计软件TracePro建立液体轴棱锥模型并模拟其光束传输变换特性。计算和模拟不同折射率的液体对局域空心光束尺寸、位置的影响,结果表明,液体折射率越小,所获得的局域空心光束尺寸越小,理论分析与软件模拟结果基本吻合。

摘要：通过严格的理论推导得出双环缝干涉叠加可以产生双零级贝塞尔光束的结论;当位于透镜前焦面的双环缝在设计上满足一定条件时可以在透镜后产生局域空心光束。文中给出了有关理论分析和计算机模拟结果。

摘要：根据相移切趾器原理设计了七环π相移切趾波带片,准直光束经波带片与透镜聚焦后产生局域空心光束。理论上根据标量衍射理论研究局域空心光束的光场分布,并对其光强分布进行仿真,证明光束的三维"密闭性"。实验中基于空间光调制器与透镜相位得到暗斑最大半径为50.4μm的局域空心光束,且光强为零,其实验结果与理论分析基本吻合。