环形光束锥形衍射出射光场偏振特性及光场调控∗

杜闯 贾大功 张红霞 刘铁根 张以谟

(天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息科学与技术教育部重点实验室,天津 300072)

环形光束锥形衍射出射光场偏振特性及光场调控∗

杜闯 贾大功†张红霞 刘铁根 张以谟

(天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息科学与技术教育部重点实验室,天津 300072)

(2017年1月8日收到;2017年3月24日收到修改稿)

环形光束的锥形衍射效应对于微粒的操控具有重要的应用价值.本文建立了环状高斯光束的锥形衍射模型,并基于Berry理论给出了线偏振态下环形光束锥形衍射出射光场的计算公式.理论仿真了环状光锥形衍射出射光场的偏振特性,得出环光锥形衍射出射光场的内、外亮环具有相互正交的偏振分布特性.搭建了线偏振态下环状高斯光锥形衍射的实验系统,实验验证了出射光场的偏振特性.针对环形光束锥形衍射出射光场具备的偏振特性,设计了一种组合偏振片,理论和实验研究了该组合偏振片对环光锥形衍射出射光场的调控.结果表明,随着组合偏振片方位角的变化,锥形衍射出射光场的内、外环强度发生周期性的变化.

双轴晶体,锥形衍射,环状高斯光束,组合偏振片

1 引 言

双轴晶体的锥形折射效应是指当一束光沿着双轴晶体的一个光轴方向入射时会发生特殊的折射现象,光束的传播轨迹呈圆锥形[1−4].Hamilton于1832年预言了双轴晶体锥形折射现象,早期相关理论解释都是以Fresnel波面为基础进行……