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光纤结构光场产生及应用 被引量:1
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作者 张文定 李鑫 +3 位作者 白家浩 张录 梅霆 赵建林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期51-69,共19页
光纤结构光场作为光场调控的一个重要分支,逐渐引起了研究者们的广泛关注。首先基于光纤矢量模式理论,讨论了光纤中具有空间偏振/相位奇异特性的结构光场的产生机理;然后,介绍了光纤结构光场的产生方法,如长周期光纤光栅耦合法、光纤端... 光纤结构光场作为光场调控的一个重要分支,逐渐引起了研究者们的广泛关注。首先基于光纤矢量模式理论,讨论了光纤中具有空间偏振/相位奇异特性的结构光场的产生机理;然后,介绍了光纤结构光场的产生方法,如长周期光纤光栅耦合法、光纤端面微结构法和轨道角动量转换法等;最后,介绍了光纤结构光场在超分辨成像、涡旋光通信、等离子针尖纳米聚焦和非线性频率转换等方面的一些典型应用。 展开更多
关键词 物理 调控 矢量 涡旋 模式耦合
新型矢量光场调控:简介、进展与应用 被引量:1
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作者 潘岳 丁剑平 王慧田 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期11-36,共26页
作为光的一个基本属性,偏振态提供的自由度对光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态分布的矢量光场因其具有不同于传统标量光场的独特性质而被应用于诸多领域,但矢量光场的早期研究主要集中于柱对称的局域线偏振矢量光场。近年来,... 作为光的一个基本属性,偏振态提供的自由度对光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态分布的矢量光场因其具有不同于传统标量光场的独特性质而被应用于诸多领域,但矢量光场的早期研究主要集中于柱对称的局域线偏振矢量光场。近年来,偏振态分布更加丰富的新型矢量光场逐渐得到关注,这些新型矢量光场的出现丰富了矢量光场的种类并提供了新的调控自由度,被应用于焦场调控、光学微加工、光学微操纵和光信息传输等领域。综述了近年来出现的新型矢量光场,包括柱坐标系中的杂化偏振矢量光场、庞加莱球相关的矢量光场、阵列矢量光场、多奇点矢量光场和其他非柱对称的矢量光场,介绍了其进展、设计方案、实验生成、性质和相关应用。 展开更多
关键词 物理 偏振态 矢量 调控 庞加莱球 奇点
基于光场调控的高时空分辨率光学成像
3
作者 李润丰 施可彬 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期166-180,共15页
光学成像以其非侵入性的特点被广泛应用于生物医学、物理和化学等领域。通过对光场时域和空域参数的调控,可以有效调制光的时序、波前、振幅、相位、色散等特性,从而获得具有高时空分辨率的光学图像。以光场调控原理为主线,综述近年来... 光学成像以其非侵入性的特点被广泛应用于生物医学、物理和化学等领域。通过对光场时域和空域参数的调控,可以有效调制光的时序、波前、振幅、相位、色散等特性,从而获得具有高时空分辨率的光学图像。以光场调控原理为主线,综述近年来高时空分辨成像技术的研究进展。 展开更多
关键词 物理 成像系统 学成像 超分辨 调控
多模光纤散斑场的纵向偏振调控
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作者 扎西巴毛 范伟如 +2 位作者 胡显声 陈子阳 蒲继雄 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期265-270,共6页
相干光经过多模光纤传输,在出射端形成一个随机的散斑场。对于非保偏多模光纤,还将出现退偏现象,使得入射的线偏振光不再保持线偏振分布。因此,非保偏多模光纤散斑场的随机性不仅表现在光强方面,也表现在偏振方面。基于反馈波前整形技术... 相干光经过多模光纤传输,在出射端形成一个随机的散斑场。对于非保偏多模光纤,还将出现退偏现象,使得入射的线偏振光不再保持线偏振分布。因此,非保偏多模光纤散斑场的随机性不仅表现在光强方面,也表现在偏振方面。基于反馈波前整形技术,实现了对多模光纤出射端无序散斑场的光强和偏振的调控,获得了光强集中的聚焦线,并且可以有效控制聚焦线的偏振分布。 展开更多
关键词 物理 多模 散斑 偏振态 调控
竞争型非线性介质中艾里-高斯光束交互作用的调控 预览
5
作者 陈卫军 宋德 +3 位作者 李野 王新 秦旭磊 刘春阳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期164-171,共8页
基于分步傅里叶法研究了艾里-高斯光束在三次聚焦和五次散焦竞争型非线性介质中交互作用的调控.结果表明:当入射角度为零时,同相位艾里-高斯光束相互吸引,五次散焦非线性强度较弱时,可形成周期逐渐缩短的呼吸孤子或强度不变的孤子.五次... 基于分步傅里叶法研究了艾里-高斯光束在三次聚焦和五次散焦竞争型非线性介质中交互作用的调控.结果表明:当入射角度为零时,同相位艾里-高斯光束相互吸引,五次散焦非线性强度较弱时,可形成周期逐渐缩短的呼吸孤子或强度不变的孤子.五次散焦非线性强度较强时,呼吸孤子的平均宽度变大甚至出现光束分叉现象,形成孤子对.反相位艾里-高斯光束相互排斥,排斥力随五次散焦非线性强度单调递增.当入射角度不为零时,通过控制光束入射角度的正负和初始间距.同相位和反相位艾里-高斯光束交互作用时可以同时表现出相互吸引和排斥的现象. 展开更多
关键词 竞争型非线性 艾里-高斯 交互作用 调控
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人工光学微结构研究进展
6
作者 李占成 程化 陈树琪 《物理》 CAS 北大核心 2019年第6期357-366,共10页
受益于新世纪以来微纳加工技术的快速发展,人工光学微结构的相关研究在近二十年里取得了长足进步。人工光学微结构集合了光学介观体系丰富的物理机理、有力的光参量调控手段,为实现对光与物质相互作用的有效操控提供了一种全新的方式,... 受益于新世纪以来微纳加工技术的快速发展,人工光学微结构的相关研究在近二十年里取得了长足进步。人工光学微结构集合了光学介观体系丰富的物理机理、有力的光参量调控手段,为实现对光与物质相互作用的有效操控提供了一种全新的方式,为光学器件的小型化、集成化和轻质化提供了新的途径。文章将对人工光学微结构这些年的发展进行概述,并展示该研究领域的最新研究进展。 展开更多
关键词 超材料 超表面 调控 集成子学器件
多环形光学涡旋阵列的实验产生及特性 预览
7
作者 任豪 李迪 +2 位作者 刘世航 张浩 李新忠 《河南科技大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第5期90-95,M0007,M0008共8页
将多个完美涡旋同轴叠加,产生了一种多环形光学涡旋阵列。多环形光学涡旋阵列中涡旋的数量和大小由所用完美涡旋的拓扑荷决定,其涡旋性质通过调控±1级多环形光学涡旋阵列干涉验证。通过改变完美涡旋初始相位差,可以实现多环形光学... 将多个完美涡旋同轴叠加,产生了一种多环形光学涡旋阵列。多环形光学涡旋阵列中涡旋的数量和大小由所用完美涡旋的拓扑荷决定,其涡旋性质通过调控±1级多环形光学涡旋阵列干涉验证。通过改变完美涡旋初始相位差,可以实现多环形光学涡旋阵列的旋转。研究结果表明:相邻两环间隔最小时,锥透镜锥角差为0.04 rad。在最小环间隔条件下,将多束完美涡旋同轴叠加,探索出多环形光学涡旋阵列中环数量的极限为4。 展开更多
关键词 物理 调控 完美涡旋 多环形学涡旋阵列 微粒操纵
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人工微结构光场调控的研究进展
8
作者 李占成 刘兆庆 +2 位作者 程化 田建国 陈树琪 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第5期491-503,共13页
人工微结构是增强光与物质相互作用的重要物理体系之一,为光物理与光子学技术的发展提供了全新的机遇和广阔的前景。利用人工微结构实现光场多维度精确调控及其与物质相互作用研究是物理科学研究的前沿,也是未来多学科跨越式发展的重要... 人工微结构是增强光与物质相互作用的重要物理体系之一,为光物理与光子学技术的发展提供了全新的机遇和广阔的前景。利用人工微结构实现光场多维度精确调控及其与物质相互作用研究是物理科学研究的前沿,也是未来多学科跨越式发展的重要基础。本文系统介绍了我们在人工微结构光场偏振态、相位、振幅和多维度联合调控方面取得的最新研究进展,展示了人工微结构在光场调控研究领域巨大的研究潜力和广阔的应用前景。 展开更多
关键词 人工微结构 调控 学集成 调控新方法
径向部分相干光束在各向异性非Kolmogorov湍流中的传输
9
作者 王铭淏 元秀华 +3 位作者 李军 周小歆 李奇 周泽宇 《光学学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期272-282,共11页
具有中心对称相干度分布的非均匀部分相干光,即径向部分相干光束(RPCB),可以有效降低大气湍流引起的光束闪烁,改善接收质量。应用波动光学仿真方法,比较研究了相干高斯光束、高斯谢尔模光束和具有凸型高斯型、超高斯型相干度分布... 具有中心对称相干度分布的非均匀部分相干光,即径向部分相干光束(RPCB),可以有效降低大气湍流引起的光束闪烁,改善接收质量。应用波动光学仿真方法,比较研究了相干高斯光束、高斯谢尔模光束和具有凸型高斯型、超高斯型相干度分布的径向部分相干光束在各向异性的非Kolmogorov湍流中的传输特性,从远场光强分布和孔径平均闪烁指数等方面分析了湍流的各向异性参数和非Kolmogorov功率谱指数对远场光束质量的影响。仿真结果显示,光束的接收质量随功率谱指数的增大而持续劣化;同时,各向异性湍流会导致远场光斑呈椭圆形分布,因而在接收端使用等面积的椭圆接收孔径替代圆形孔径,可以显著降低接收机的孔径平均闪烁指数。总体而言,径向部分相干光束在各向异性非Kolmogorov湍流中,特别是在接收孔径较小的情况下,具有优于完全相干光和高斯谢尔模光束的传输性质。 展开更多
关键词 通信 自由空间通信 调控 波动学仿真 大气湍流 传播
平面波斜入射空间光调制器对产生完美涡旋光束的影响 预览 被引量:1
10
作者 任苗苗 刘思梦 +2 位作者 李新忠 马海祥 张浩 《河南科技大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第6期90-94,共5页
研究了平面波斜入射空间光调制器(SLM)时完美涡旋光束的变化。结合螺旋相位与锥透镜透过率函数设计相位掩模板,在SLM的傅里叶平面上产生完美涡旋光束。所产生的涡旋性质通过调控完美涡旋光束±1级干涉得到了验证。改变平面波照射... 研究了平面波斜入射空间光调制器(SLM)时完美涡旋光束的变化。结合螺旋相位与锥透镜透过率函数设计相位掩模板,在SLM的傅里叶平面上产生完美涡旋光束。所产生的涡旋性质通过调控完美涡旋光束±1级干涉得到了验证。改变平面波照射在SLM上的入射角,完美涡旋光束离心率与平面波入射角为线性函数关系,相关系数高达0.98672。此外,随着平面波入射角增大,完美涡旋光束总光强也随之变弱。 展开更多
关键词 物理 调控 完美涡旋 空间调制器 线性相关
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飞秒激光脉冲在空气中成丝调控研究进展 预览 被引量:1
11
作者 聂劲松 胡瑜泽 《国防科技大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期1-8,共8页
在衍射、色散、克尔效应和多光子电离的动态平衡作用下,飞秒激光脉冲能够形成长距离的自引导光丝结构,并且伴随着狭长的等离子体通道。为精确控制超强飞秒激光脉冲在大气中的传输特性,针对飞秒光丝传输模式及光丝光场时空分布的有效调... 在衍射、色散、克尔效应和多光子电离的动态平衡作用下,飞秒激光脉冲能够形成长距离的自引导光丝结构,并且伴随着狭长的等离子体通道。为精确控制超强飞秒激光脉冲在大气中的传输特性,针对飞秒光丝传输模式及光丝光场时空分布的有效调控已成为当前研究热点。在介绍飞秒激光成丝物理模型的基础上,对飞秒激光成丝调控方面的最新进展进行了综述,将光丝调控方式大致归结为两部分:时间调控和空间调控。其中,在空间维度上的调控主要可以分为相位调控、振幅调控以及特殊光场调控。同时指出飞秒激光大气成丝调制能产生众多的新效应,可为促进飞秒光丝实现更多新颖的潜在应用奠定基础。 展开更多
关键词 飞秒激成丝 调控 克尔效应 自聚焦 等离子体散焦 子电离 强钳制效应
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小级数Ince-Gaussian光束光强模式分析 预览 被引量:2
12
作者 甄志强 马海祥 +2 位作者 李新忠 李贺贺 王静鸽 《河南科技大学学报:自然科学版》 北大核心 2017年第6期86-90,共5页
研究了因斯-高斯(IG)光束级数m较小时,分立光瓣模式的光强分布。通过数值模拟,对IG奇偶模式以及奇偶模式线性叠加生成的PIG分立光瓣模式的光强进行了分析。分析结果表明:m较小时,PIG分立光瓣模式光瓣的空间位置介于奇偶模式之间,但... 研究了因斯-高斯(IG)光束级数m较小时,分立光瓣模式的光强分布。通过数值模拟,对IG奇偶模式以及奇偶模式线性叠加生成的PIG分立光瓣模式的光强进行了分析。分析结果表明:m较小时,PIG分立光瓣模式光瓣的空间位置介于奇偶模式之间,但是光瓣的光强分布变化较为明显。同一模式光瓣角向椭圆变量越接近于椭圆长轴,其光强比重越大。在统一总光强后,相同阶数与级数的不同模式光瓣总光强与角向椭圆变量差为一个三次函数的关系。对于偶模椭圆长轴上的光瓣,随着该模式通过PIG^π/2模式转化为奇模,该光瓣上的光强分布逐渐由弥散向着逆时针方向集中。 展开更多
关键词 物理 因斯-高斯 模式分布 调控 微粒操纵 数值模拟 强分析
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完美涡旋光场的研究进展 被引量:2
13
作者 王亚军 李新忠 +5 位作者 李贺贺 王静鸽 唐苗苗 汤洁 王屹山 聂兆刚 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第9期67-74,共8页
完美涡旋光场具有亮环半径不随拓扑荷值改变而改变的优点,在微粒操纵及量子通信等领域具有重要的应用价值,已成为近年来光场调控领域的研究热点。介绍了产生完美涡旋光场的三种典型方法,综述了完美涡旋光场的调控技术及表征方法,并对其... 完美涡旋光场具有亮环半径不随拓扑荷值改变而改变的优点,在微粒操纵及量子通信等领域具有重要的应用价值,已成为近年来光场调控领域的研究热点。介绍了产生完美涡旋光场的三种典型方法,综述了完美涡旋光场的调控技术及表征方法,并对其应用进行了总结。 展开更多
关键词 物理 调控 完美涡旋
自由空间中偏振调制光场的传输及控制 被引量:1
14
作者 刘圣 李鹏 +3 位作者 章毅 韩磊 程华超 赵建林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期251-265,共15页
光场的偏振态作为光场调控的一个新自由度,逐渐成为研究者们关注的热点。对光场偏振态的非均匀调制可以实现光子自旋一轨道相互耦合,从而发掘很多新的光学现象,其中Pancharatnam—Berry(PB)相位扮演了至关重要的角色。在偏振转换... 光场的偏振态作为光场调控的一个新自由度,逐渐成为研究者们关注的热点。对光场偏振态的非均匀调制可以实现光子自旋一轨道相互耦合,从而发掘很多新的光学现象,其中Pancharatnam—Berry(PB)相位扮演了至关重要的角色。在偏振转换中,光场的不同偏振分量得到不同的PB相位。利用PB相位对光场偏振分量进行波前整形,以控制光场偏振分量的传输,从而在光场传输过程中实现偏振转换、角动量转化、能流控制等。光场偏振调制的相关研究在自旋选择成像、微粒操控、激光微加工、信息传输与修复中具有潜在的应用价值。分析了偏振调制光场的传输和控制原理,总结了近年来国内外的相关研究工作进展。 展开更多
关键词 物理 偏振态 矢量 几何相位 传输 调控
激光相干性调控及应用 被引量:5
15
作者 陈亚红 蔡阳健 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期266-282,共17页
回顾了光场相干性的基本理论以及发展历程,介绍了激光相干度大小和相干函数的调控方法,以及激光相干性的测量方法,对激光相干性调控引发的物理效应及其基础应用作了介绍。激光相干性调控不但丰富了光场调控理论,而且推动了激光技术... 回顾了光场相干性的基本理论以及发展历程,介绍了激光相干度大小和相干函数的调控方法,以及激光相干性的测量方法,对激光相干性调控引发的物理效应及其基础应用作了介绍。激光相干性调控不但丰富了光场调控理论,而且推动了激光技术的发展。 展开更多
关键词 物理 相干性 调控 相干性调控 相干性测量
超常规光学透视成像研究进展——散射光成像技术介绍 被引量:1
16
作者 和河向 周建英 《物理》 CAS 北大核心 2016年第10期660-666,共7页
光学成像是人类获取信息的最重要手段,传统成像方法难以克服光在传播过程中遇到的散射干扰,当天文望远、生物显微、医学成像甚至日常生活观察等众多场合遇到散射影响时无法获得高质量的图像。如何在存在散射影响的情况下实现光学成像是... 光学成像是人类获取信息的最重要手段,传统成像方法难以克服光在传播过程中遇到的散射干扰,当天文望远、生物显微、医学成像甚至日常生活观察等众多场合遇到散射影响时无法获得高质量的图像。如何在存在散射影响的情况下实现光学成像是人们长久以来渴望解决的基本光学问题之一。随着科技的发展,对这一问题的研究取得了不少突破。文章对这些突破和进展进行了讨论,并重点介绍了利用光场调控和解卷积成像技术实现透过散射体成像恢复的研究进展。 展开更多
关键词 散射成像 调控 相位共轭 解卷积成像 透过散射体聚焦
基于傅里叶分析的超表面多维光场调控 被引量:1
17
作者 杨渤 程化 +1 位作者 陈树琪 田建国 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期94-112,共19页
作为一种新型的二维人工微结构,超表面在亚波长尺度上对光场的调控具有灵活性与多元性,这使得多维度、全方位的光场调控成为可能,近年来引起了广泛关注。基于傅里叶理论对胞间弱耦合超表面的设计进行理论分析,并提出收敛性条件,以弥补... 作为一种新型的二维人工微结构,超表面在亚波长尺度上对光场的调控具有灵活性与多元性,这使得多维度、全方位的光场调控成为可能,近年来引起了广泛关注。基于傅里叶理论对胞间弱耦合超表面的设计进行理论分析,并提出收敛性条件,以弥补超表面非连续相位设计中亚波长条件不充分的不足;进一步将超表面相位调控与光场中的偏振、振幅、频率等物理性质相结合,综述了超表面在多维光场调控中的发展与应用。超表面多维光场调控不仅增大了光场调控的自由度,还推动了集成化光学设备的发展。 展开更多
关键词 物理 傅里叶 多维调控 超表面 相位调控 傅里叶分析
贝塞尔光束的互补光束设计与优化 预览
18
作者 贾昊 于湘华 +5 位作者 杨延龙 周兴 严绍辉 刘超 雷铭 姚保利 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期152-159,共8页
提出无衍射贝塞尔光束的互补光束概念.基于惠更斯-菲涅尔原理和光场的相干叠加性,给出了其频谱的一般形式.利用遗传算法搜索频谱相位分布的最优解,使得扫描互补光束光片场的强度分布与贝塞尔光片旁瓣强度分布几乎一致,二者相减可消除旁... 提出无衍射贝塞尔光束的互补光束概念.基于惠更斯-菲涅尔原理和光场的相干叠加性,给出了其频谱的一般形式.利用遗传算法搜索频谱相位分布的最优解,使得扫描互补光束光片场的强度分布与贝塞尔光片旁瓣强度分布几乎一致,二者相减可消除旁瓣的影响,从而获得大视场均匀的理想薄光片.将其应用在光片荧光显微成像中,可有效去除离焦背景噪声,提高成像质量. 展开更多
关键词 无衍射 贝塞尔 空间调控 计算全息 遗传算法 再现
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基于空间光场调控技术的光学微操纵 被引量:5
19
作者 梁言生 姚保利 +3 位作者 雷铭 严绍辉 于湘华 李曼曼 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期283-296,共14页
光镊技术具有无机械接触与高精度操纵微小尺度粒子的优点,自发明以来已逐渐成为生命科学和胶体物理学等领域中强有力的研究工具。随着研究的深入,传统的单光阱光镊已难以满足更高级的应用需求。近年来,空间光场调控技术通过对光场的... 光镊技术具有无机械接触与高精度操纵微小尺度粒子的优点,自发明以来已逐渐成为生命科学和胶体物理学等领域中强有力的研究工具。随着研究的深入,传统的单光阱光镊已难以满足更高级的应用需求。近年来,空间光场调控技术通过对光场的振幅、相位和偏振态分布的调制,极大地丰富和增强了光学微操纵技术的功能,促进了包括激光微纳加工、微粒分选与输运、胶体粒子物理特性研究等方面的发展。从光场的振幅、相位和偏振态调制技术出发,综述近年来空间光场调控技术的发展及其在光学微操纵中的应用,重点介绍全息光镊、特殊模式光束微操纵、矢量光场微操纵等光学微操纵技术的研究进展。 展开更多
关键词 全息 学微操纵 学捕获 空间调控 全息 特殊模式 矢量
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