部分相干电磁光束的位相调控及其经过介质传输与成像的理论与实验研究

基本信息
批准号:11274005
项目类别:面上项目
资助金额:90.00
负责人:蔡阳健
学科分类:
依托单位:苏州大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:董一鸣,袁扬胜,朱时军,吴高锋,刘显龙,陈蓉,沈燕,杜生才
关键词:
部分相干性电磁光束位相调控介质传输与成像
结项摘要

Partially coherent electromagnetic beam attracts enormous attention due to its interesting physical properties and great potential applications. Partially coherent electromagnetic beam with special phase has unique advantage over that without special phase in many aspects, thus it is of scientific significance and practical importance to investigate phase modulation of partially coherent electromagnetic beam. In this project, we mainly plan to carry out the following research topics both theoretically and experimentally. We will establish the experimental setups for generating partially coherent electromagnetic beam with twist phase and sphiral phase, and carry out experimental measurment of its beam parameters and propagation properties. We will study the optical statistics of partially coherent electromagnetic beam with special phase upon propagation in turbulent atmosphere, and explore the possible way to reduce the negative influence of turbulence through choosing suitable initial beam parameters. We will analyze the mechanism of ghost imaging with partially coherent electromagnetic beam in turbulent atmosphere, and expore the possible way to improve the image quality through choosing suitable initial beam parameters. We will study the optical statistics of partially coherent electromagnetic beam focused by a high numerical aperture thin lens and the radiation forces of the focused field on micro-particles, and explore the possibility of improving the trapping efficiency, trapping range and trapping stability through choosing suitable initial beam parameters. This propject will enrich the propagation and imaging theory of partially coherent electromagnetic beam, and the main results of this project will provide the basis for the applications of partially coherent electromagnetic beam in free-space optical communication, detection, optical imaging, particles trapping and so on.

部分相干电磁光束由于其丰富的物理特性及其极具潜力的应用前景受到广泛的关注。和不携带特殊位相的部分相干电磁光束相比,携带特殊位相的部分相干电磁光束在很多方面具有独特的优点,因此研究部分相干电磁光束的位相调控具有重要的科学意义和应用价值。本项目理论结合实验重点研究以下几方面的内容:研究产生携带螺旋位相和扭曲位相的部分相干电磁光束的实验系统,实验测量光束参数和传输特性;研究部分相干电磁光束在湍流大气中光学统计特性的演化,探索通过控制光束参数减少湍流的影响;研究湍流大气中部分相干电磁光束的“鬼”成像机理,探索通过控制光束参数提高成像质量。研究部分相干电磁光束经过高数值孔径透镜聚焦后的光场统计性质以及聚焦光场作用于微粒的辐射力,探索控制光束参数提高微粒俘获效率、俘获区域和俘获稳定性。本项目将丰富部分相干电磁光束的传输与成像理论,为其在大气光通讯、探测、光学成像、微粒俘获等领域的应用提供依据。

项目摘要

近年来部分相干电磁光束由于其独特的相干偏振特性受到广泛的关注。本项目主要开展部分相干电磁光束的表征、位相调控及其经过介质传输与成像的理论与实验研究,取得了一些重要性成果。提出了部分相干电磁光束新模型,揭示了其新颖特性,并且在实验上成功产生该光束,测量了其相干偏振特性。提出部分相干电磁光束的位相和轨道角动量调控理论,实验产生携带涡旋位相部分相干电磁光束,提出部分相干光束涡旋位相测量方案并且得到实验证实。研究了部分相干电磁光束经过单轴晶体、光纤等传输特性,发现通过控制晶体和光纤产生可以实现光束特性的有效调控。研究了部分相干电磁光束经过大气湍流的传输机理和传输特性,发现通过控制光束初始位相和偏振可以有效的降低湍流引起的光强闪烁,并且在实验上得到证实,有望用于大气激光通信。理论结合实验研究了部分相干电磁光束“鬼”成像,揭示了光束偏振对“鬼”成像的影响,解决了相关争议。研究了部分相干电磁光束聚焦特性,发现通过控制相干特性可以得到光笼,有望用于微粒俘获和操控。本项目研究成果促进了部分相干电磁光束的发展,在大气激光通信、光束整形、光学成像、光学操控等领域具有重要的应用前景。本项目在权威刊物发表论文81篇,其中SCI收录论文78篇,邀请综述论文5篇,英文章节1章,获得授权发明专利6项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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