自加速类贝塞尔光束的产生与应用研究

来源 :北京理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:wenping1980
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着激光技术的发展,人们对激光光束的研究,已经从具有衍射特征的高斯光束到无衍射特征的贝塞尔光束;从沿直线传输的贝塞尔光束到自加速、自修复特性的艾里光束。这些新型光束的出现激发了人们操控激光的需求,同时其在激光应用领域的拓展向传统的激光光学提出了新的挑战,如:激光武器研制方面,如何产生智能化、可控制的光子弹或激光炮被逐渐提上日程;在光镊子应用中,微纳米颗粒操控对激光束轨道及光斑的要求也日渐凸显;在相控阵激光束偏转技术中,如何实现光束高效率的偏转也是当前急需重点解决的问题。在基础研究和实际应用需求的背景下,本文利用光束传播的分步傅里叶算法,通过相位调制的方法,构造了自加速的类贝塞尔光束,并对其传输特性进行了研究,主要研究工作如下:(1)率先在实验上验证了沿多种轨道加速传输的零阶类贝塞尔光束。理论上推导了零阶类贝塞尔光束的相位表达式,采用分步傅里叶算法模拟了零阶类贝塞尔光束沿多种轨道的传输;建立了产生零阶类贝塞尔光束的实验系统,实验验证了零阶类贝塞尔光束的无衍射特性,及其沿抛物、蛇形、双曲、双曲正割及空间三维轨道的加速传输过程。(2)首次提出并研究了“自呼吸”类贝塞尔光束、类贝塞尔-厄米-高斯光束、涡旋类贝塞尔光束、旋转光束及花瓣状光束等光束。通过对零阶类贝塞尔光束相位的振幅调制,建立了“自呼吸”类贝塞尔光束的理论模型,研究了“自呼吸”类贝塞尔光束的传输特性;基于零阶类贝塞尔光束产生的理论,设计了类贝塞尔-厄米-高斯光束;采用类似的方法,产生了涡旋类贝塞尔光束,并验证了其传输过程中具有无衍射的涡旋环和不变的拓扑电荷数;利用莫尔条纹,产生了旋转自加速光束;利用光束叠加的方法,创造了花瓣状光束的模型。上述光束均具有无衍射、自加速及自修复的特性,研究采用理论计算和实验验证的方式进行,理论计算结果和实验结果高度吻合。(3)探讨了零阶类贝塞尔光束及涡旋类贝塞尔光束在微纳米操控及光束偏转技术等方面的应用。建立光镊子的实验装置,验证了其在纳米粒子捕获、旋转及导引方面的应用;根据相干合成理论,采用理论和实验相结合的方式研究了多束零阶类贝塞尔光束合成自聚焦光束,相比于艾里光束和高斯光束,零阶类贝塞尔光束具有更好的聚焦特性及更灵活的光束传输轨道,这一特性有利于其在相控阵光束偏转和扫描方面的应用。本文立足基础研究,结合实际应用的需求背景,研究成果对微纳米粒子操控及光束偏转等领域具有潜在的应用价值。
其他文献
本文提出了一种基于PI控制器利用非线性单纯形算法的功率控制策略,通过该控制器对控制参数进行优化,再结合变桨距控制法,实现对双馈风电机组功率的有效控制。经仿真结果证明,
保障措施被称为自由贸易的"安全阀",是国际贸易过程中临时性、紧急性的救济手段之一。在中外自由贸易中,保障措施的规定从无到有、从不完善到相对完善,取得了很大进展。中国
<正>随着资源、能源、环境等因素对钢铁工业发展制约的日益增强,钢铁行业产品结构调整步伐加快,对钢的品种质量性能要求提高,低成本高效率洁净钢生产成为未来钢铁发展的重点
会议
安全生产标准化与职业健康安全管理体系都是安全生产管理必不可少的手段,本文总结了两者的联系与区别,并提出了将安全生产标准化和职业健康安全管理体系有机结合的工作要点.
会议
目的探讨网织红细胞参数在贫血性疾病鉴别诊断中的临床意义。方法采用日本希森美康公司XN-2000全自动血细胞分析仪对133例各类贫血患者和60例健康体检者网织红细胞绝对值(RET
稀土离子掺杂的发光材料在激光器、生物成像和固态照明等方面存在应用前景,这一系列成就进一步提高了人们对稀土发光调控的研究热情。因此本工作主要围绕三氧化钨的热致/光致
词汇推理对文本理解和读者词汇知识发展意义重大,受到国内外关注。跨语言二语词汇推理过程已有大量的研究且成果显著。结果表明,读者的母语加工经验,L1句型转换,L1正字法和L1
波兰顺利地试验了一种自走式伐木机,以L—3P型折腰式装载机为底盘,装备有ND—600型伐木头,六缸柴油机在转速为2200转/分时功率220马力,1400转/分时的最大扭矩为97公斤·米。
发光碳纳米点是近几年发展起来的新型碳基纳米发光材料。作为碳材料家族中的新型材料,碳纳米点于2004年首次被科学家发现。虽然碳点具有优异的光学性能,但是在聚集状态下,碳点通常会发生聚集诱导的荧光淬灭。这意味着在溶液或分散状态下,碳点可以有很强的荧光发射,但在固体或聚集状态下会发生强烈的荧光淬灭,这个问题极大限制了碳点在固态发光器件中的实际应用。本文采用一步水热法合成了一种克服聚集诱导淬灭效应的固态发