用矢量衍射理论分析基模高斯光束的强聚焦特性文献综述

 2024-06-09 09:06
摘要

高斯光束作为一种最常见的激光模式,其强聚焦特性在光学显微、光存储、光刻等领域具有广泛的应用。

传统的标量衍射理论在处理高数值孔径透镜聚焦高斯光束时不再适用,因此需要采用矢量衍射理论进行精确分析。

本文综述了近年来国内外利用矢量衍射理论研究基模高斯光束强聚焦特性的进展,首先介绍了矢量衍射理论和高斯光束的基本概念,然后重点阐述了Richards-Wolf矢量衍射积分公式在分析高斯光束强聚焦特性中的应用,并详细讨论了焦平面光场分布、焦移现象和偏振演化规律等关键问题,最后对该领域未来的发展方向进行了展望。


关键词:矢量衍射理论;基模高斯光束;强聚焦特性;Richards-Wolf积分公式;焦移现象

第一章相关概念解释

#1.1矢量衍射理论
衍射是指光波遇到障碍物时偏离其直线传播路径的现象。

当障碍物尺寸与光波波长相当时,衍射现象尤为明显。

传统的标量衍射理论忽略了光的矢量特性,仅考虑光波振幅的变化,适用于处理低数值孔径和远场衍射的情况。


然而,在高数值孔径透镜聚焦、近场光学等领域,光的偏振特性不可忽略,需要采用矢量衍射理论进行分析。

矢量衍射理论将光波视为电磁波,考虑了电场和磁场的矢量特性,能够更准确地描述光的衍射行为。


#1.2基模高斯光束
高斯光束是指其横向振幅分布符合高斯函数的光束,是激光器中最常见的一种横模。

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