基于光取向液晶的涡旋艾里光束产生及其传输动力学研究

基本信息
批准号:11804277
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:魏冰妍
学科分类:
依托单位:西北工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:韩磊,钟进展,齐淑霞,刘思思
关键词:
涡旋光场/束传输动力学空间结构光场光取向液晶无衍射光束
结项摘要

In recent years, optical vortices and Airy beams are widely applied in optical micro-manipulation, super-resolution imaging and other territories due to the spiral phase structure, annular intensity distribution, carrying orbital angular momentum (OAM) features and nondiffraction, transverse acceleration, self-healing properties, respectively. Consequently, researches towards their combination, that is, vortex Airy beams (VABs), and their applications have been attracting more and more attention. Nevertheless, the depth of current works related to VABs are not adequate. This project aims to study the mechanisms and methods of generating canonical and complex VABs efficiently, and reveal their propagation dynamics. The main contents are as follows: (1) Design new phase structures which can directly convert Gaussian beams into canonical VABs of different modes, and realize their efficient generation through corresponding liquid crystal (LC) phase plates fabricated via photoalignment technology; (2) Study and reveal the intensity and phase distributions, OAM, focusing properties, self-acceleration, self-healing, nondiffraction, and other aspects of VABs’ propagation dynamics under the modulation of LC micro-structures; (3) Introduce special phase structures such as conical spiral phase and power-exponent spiral phase to generate complex VABs and explore their potential novel physical properties and propagation dynamics. The obtained results will provide more theoretical and experimental foundations for the development of VABs and facilitate their applications in multi-dimensional manipulation of micro-particles, and so on.

近年来,涡旋光束和艾里光束分别因其螺旋相位结构、环形光场分布、携带轨道角动量等特点和无衍射、自加速、自愈等性质,被广泛应用于光学微操控、超分辨显微成像等领域。对综合两种光场特点的涡旋艾里光束及其应用的研究,也开始引起关注,但深度仍不足。本项目旨在研究经典及复杂涡旋艾里光束的高效产生机理及实现方法,并揭示其传输动力学特性。具体包括:①设计可直接将高斯光束转换成不同模式经典涡旋艾里光束的相位结构,通过光取向液晶制备相应的相位板实现经典涡旋艾里光束的高效产生;②研究并揭示涡旋艾里光束在液晶微结构调制下的光强、相位等参量的分布和轨道角动量、焦场特性及自加速、自愈、无衍射等传输动力学行为;③引入锥螺旋和幂指数螺旋等相位结构产生复杂的涡旋艾里光束,探讨其可能具有的新颖的物理特性及传输动力学行为。相关研究成果将为涡旋艾里光束的发展提供理论基础和实验依据,并有助于推动其在多维度微粒操控等方面的应用。

项目摘要

近年来,涡旋光束和艾里光束分别因其螺旋相位结构、环形光场分布、携带轨道角动量等特点和无衍射、自加速、自愈等性质,被广泛应用于光学微操控、超分辨显微成像等领域。对综合两种光场特点的涡旋艾里光束及其应用的研究,也开始引起关注,但深度仍不足。本项目旨在研究经典及复杂涡旋艾里光束的高效产生机理及实现方法,并揭示其传输动力学特性。主要研究内容为:①设计可直接将高斯光束转换成不同模式经典涡旋艾里光束的相位结构,通过光取向液晶制备相应的相位板实现经典涡旋艾里光束的高效产生;②研究并揭示涡旋艾里光束在液晶微结构调制下的光强、相位等参量的分布和轨道角动量、焦场特性及自加速、自愈、无衍射等传输动力学行为;③引入锥螺旋和幂指数螺旋等相位结构产生复杂的涡旋艾里光束,探讨其可能具有的新颖的物理特性及传输动力学行为。在本项目的支持下,共发表论文20篇,其中包括Advanced Materials两篇,Laser & Photonics Reviews两篇,SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy两篇,APL Photonics一篇,Applied Physics Letters一篇,Optics Letters四篇,Optics Express三篇等;申请了国家发明专利5项,其中获授权4项。相关研究成果将为涡旋艾里光束的发展提供理论基础和实验依据,并有助于推动其在多维度微粒操控等方面的应用。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
3

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021
4

面向工件表面缺陷的无监督域适应方法

面向工件表面缺陷的无监督域适应方法

DOI:
发表时间:2021
5

环形绕组无刷直流电机负载换向的解析模型

环形绕组无刷直流电机负载换向的解析模型

DOI:
发表时间:2017

魏冰妍的其他基金

相似国自然基金

1

特殊关联涡旋光束产生及其传输特性

批准号:11804198
批准年份:2018
负责人:刘显龙
学科分类:A2201
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于复合涡旋光场的超快速旋转光束的产生机制和传输特性研究

批准号:61905167
批准年份:2019
负责人:钟哲强
学科分类:F0506
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于空间光调制器的新型光束产生及其传输特性的研究

批准号:11874321
批准年份:2018
负责人:赵道木
学科分类:A2201
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
4

基于泵浦光声光调控的模式可调谐脉冲涡旋光束产生方法研究

批准号:61805196
批准年份:2018
负责人:连天虹
学科分类:F0506
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目