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轴棱锥对无衍射光束的线聚焦特性
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2013.7.8
  • 页码:228-233
  • 分类:O436.1[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]华侨大学信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室,厦门361021
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61178015); 福建省自然科学基金(批准号:2012J01278); 泉州市科技重点项目(批准号:2011G9)资助的课题
  • 相关项目:构造光(束)的光学微操纵与光学升力的研究
中文摘要:

基于汉克尔波理论和衍射积分理论详细分析了轴棱锥对无衍射光束的线聚焦特性,提出了一种产生周期性局域空心光束的新方法,即无衍射贝塞尔光束经过轴棱锥聚焦后产生具有塔尔博特效应的局域空心光束.数值模拟了无衍射贝塞尔光束照射轴棱锥后,沿传输距离变化的光强分布及一个周期内光强的演变和局域空心光束的形成过程.设计实验系统,由He-Ne激光经过一套光学系统后透过轴棱锥,产生近似无衍射贝塞尔光束,再由第二个轴棱锥对产生的无衍射贝塞尔光束进行线聚焦,在第二个轴棱锥后面由显微镜观测到周期性局域空心光束,并用CCD照相机拍摄了两个周期内的光斑图,实验结果和理论分析相符合.研究结果可用于多层面微粒的操控,对周期性局域空心光束在光学微操控领域的应用具有重要的指导意义.

英文摘要:

The line focusing characteristics of axicon illuminated by non-diffracting Bessel beam was analyzed in terms of Hankel theory and diffraction integral theory, and a new kind of method to generate periodic bottle beam was put forward, i.e. Talbot effect bottle beam was generated by axicon illuminated by non-diffracting Bessel beam. Intensity distributions along the propagation path and the intensity evolution of the bottle beams in a complete period after the axicon illuminated by non-diffracting Bessel beam were simulated numerically. An optical system was designed and Bessel-like beam was obtained by light wave emitted from He-Ne laser passing through axicon after the optical system, and then an axicon was used to focus the Bessel-like beam. Periodic bottle beam was then observed after the axicon, and the spot diagram of two periodics were taken by a CCD camera. Experimental results agree well with the theoretical analysis. This result has a practical significance in multi-plane micro-manipulation and may serve as a guideline in optical micro-control by periodic bottle beam.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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