矢量结构光场参量上转换

发布时间：2024-03-24 18:40

　　傍轴光场作为一种遵循矢量麦克斯韦理论的电磁场,其矢量特征可由偏振态完备描述,而具有空间非均一偏振态的光束又被称为矢量光场。空间非均一偏振分布现象特性源自光场内禀自旋-轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)效应,因此矢量光场是一种光学SOC态。近年来,矢量光场及其可调控空间偏振结构是结构光场研究中的核心问题,并已成为当今最活跃、发展最迅速的光子学领域之一。对非线性光学领域而言,矢量光场带来的革新是:为非线性光学引入标量理论未曾有过的SOC调制非线性极化,进而带来一系列前所未有的矢量非线性光学效应。这些新效应一方面可显著强化人们对光学非线性相互作用的调控能力进而有望发展新应用;另一方面,也为空间结构光场的非线性产生与调控提供了物理基础。在此背景下,本论文(2+3硕博连读硕士阶段)以矢量光场参量上转换为切入点,研究二阶非线性相互作用中光场SOC引入的新物理与新效应,为后续(博士阶段)深入研究工作打下基础。首先,介绍了光学自旋角动量、轨道角动量,以及SOC态的物理概念及可视化描述。重点介绍了基于Laguerre-Gaussian(LG)空间模式的柱对称(cylindrica...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1紧聚焦矢量光束倍频示意图[36].(a)倍频晶体坐标系，(b)实验结果示意图

3状。如图1-1所示，2008年YuichiKozawa等人[36]在利用110型ZnSe晶体研究紧聚焦矢量光场倍频特性的过程中，观测到了独特的矢量空间结构与偏振分布。如图1-1(b)所示，由于紧聚焦矢量光场纵向电场的存在，研究人员在倍频光场中观测到了矢量的偏振分布以及总体呈八字....

图1-2聚焦矢量光束倍频应用实例[38].(a)径向光纳米结构三维倍频显微成像，(b)倍频方法探测纵向偏振光针

3状。如图1-1所示，2008年YuichiKozawa等人[36]在利用110型ZnSe晶体研究紧聚焦矢量光场倍频特性的过程中，观测到了独特的矢量空间结构与偏振分布。如图1-1(b)所示，由于紧聚焦矢量光场纵向电场的存在，研究人员在倍频光场中观测到了矢量的偏振分布以及总体呈八字....

图1-3径向光Ⅱ型倍频实验装置图[39].L1,2,3,4,5，聚焦透镜；BS1,2，分光棱镜；M1,2，反射镜；P，检偏器；SHC1,2，KTP晶体；F1,2，滤波器；E，涡旋波片；PP1,2，二分之一波片

哈尔滨理工大学理学硕士学位论文4傍轴条件下，矢量光场的参量上转换过程同样具有许多标量情况所没有的独特现象。2014年，PStanislovaitis等人[39]，以径向矢量光与角向矢量光作为正交基底产生不同偏振状态的CV模式为基频光，对矢量光场的Ⅱ型倍频过程进行研究，实验装置如图....

图1-5“正交双晶体法”转换柱对称矢量模式频率[41].HWP，二分之一波片；QWP，四分之一波片；L1,2,3,4，聚焦透镜；BS，分光棱镜；SLM，空间光调制器

哈尔滨理工大学理学硕士学位论文5图1-4全庞加莱光束Ⅱ型倍频[40].SLM，空间光调制器；VHWP，涡旋波片Fig.1-4Experimentalsetupfortype-ⅡSHGofPoincarébeams[40].SLM,spatiallightmodulator;VHW....

本文编号：3937854