隨機電磁渦旋光束的傳輸特性及其調控研究

《隨機電磁渦旋光束的傳輸特性及其調控研究》是依託浙江大學，由趙道木擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：隨機電磁渦旋光束的傳輸特性及其調控研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：趙道木
• 項目類別：面上項目

項目摘要

全面認識光在傳輸與變換過程中的統計光學特性（如光譜、相干、偏振等）一直是基礎和前沿光學中一個重要的研究主題。結合光場的相干性、偏振性和相位調製的隨機電磁渦旋光束的傳輸問題是近年來備受廣泛關注的前沿性基礎學術課題，已經取得的研究成果無疑會大大推動光通訊、雷射加工、粒子操控等套用領域的發展。該項目擬通過理論分析、數值模擬和部分關鍵實驗，研究隨機電磁渦旋光束在隨機介質中的傳輸特性，在電磁感應透明氣體、光子晶體、手性材料中的傳輸特性，在失調光學系統中傳輸特性，在受限光學系統中傳輸特性，非傍軸條件下的傳輸特性和通過大數值孔徑聚焦系統的聚焦特性等。在深入研究其傳輸和變換特性的基礎上，進而實現對隨機電磁渦旋光束傳輸中的統計光學特性的有效調控，並豐富和延伸研究領域。開展該項目的研究，有助於豐富和發展統計光學理論，在理論創新的基礎上解決若干實際套用問題，該工作具有重要的科學意義和潛在套用價值。

結題摘要

全面認識光在傳輸與變換過程中的統計光學特性（如光譜、相干、偏振等）一直是基礎和前沿光學中一個重要的研究主題。結合光場的相干性、偏振性和相位調製的隨機電磁渦旋光束的傳輸問題是近年來備受廣泛關注的前沿性基礎學術課題。該項目主要研究內容包括：提出並實現了一種正弦角向相位分布的新型光束和一種冪指數相位渦旋光束；提出了利用交叉偏振度對隨機電磁渦旋光束的拓撲荷數和渦旋脈衝的軌道量子數的相應測量方法；研究了渦旋Airy光束在左右手材料組成的光學系統中的傳輸特性；研究了部分相干橢圓高斯謝爾模光束的鬼成像現象及其形成的條件；研究了電磁方形高斯謝爾模光束經分數傅立葉變換系統的傳輸特性；研究了角向偏振光束的4Pi聚焦特性；研究了線偏振拋物線貝塞爾光束主偏振分量、交叉偏振分量和縱向分量的光強分布；研究了電磁辛克謝爾模關聯的脈衝光源經色散介質中傳輸特性；研究了各向同性均勻介質對多高斯謝爾模渦旋光束傳輸特性的影響；研究了電磁譜高斯謝爾模光束在湍流大氣中的傳輸特性；研究了多色源經湍流大氣傳輸後產生的強度漲落關聯特性；研究了隨機電磁渦旋光束在生物組織中的傳輸特性；研究了像散隨機電磁光束、各向異性隨機電磁光束、徑向偏振光束、高斯陣列光束、電磁矩形多高斯謝爾模光束分別經海洋湍流傳輸後的統計光學特性；研究帶鏡像性質和反鏡像性質光束、異常空心光束、優美厄米雙曲餘弦高斯光束、多高斯謝爾模光束經透鏡聚焦後作用在瑞利粒子上的光學輻射力及捕獲條件。總體上，發表了50篇SCI論文。開展該項目的研究，有助於豐富和發展統計光學理論，已經取得的研究成果無疑會大大推動光通訊、雷射加工、粒子操控等套用領域的發展。