对称艾利光自聚焦特性的理论和实验研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

本次毕设课题是在前人的基础上进一步研究矩形对称的艾里光束（sab）在无透镜聚焦条件下的自会聚能力，以期对sab有更多的认识。近来有着自聚焦性能的新型对称艾里光束已经在理论和应用研究上引起了很大的关注。最先被研究的艾里光束（ab）是在2007年首先由christodoulides研究组实验实现，这种光束具有无衍射和自愈特性、自弯曲传输的奇异特性。自弯曲传输的特性在相应领域具有特别的应用潜力，因此很快引起了研究人员的广泛关注。

在艾里光束的基础上，具有独特的自聚焦性能的对称艾里光束（sab）于2014年被提出，albertolencina所在的实验室用偶对称的角频谱的方法、利用空间光调制器(slm)将ab调制成了新型的sab。最初的sab是圆形对称的，pablovaveliuk等人在此基础上研究出的矩形对称的艾里光束，这种新型sab也拥有着很好的自聚焦性能。

sab很快被人们关注。由于sab的几何结构是一个正方棱锥形，pedroa.quinto-su将sab应用于光学捕获中，ranschley等人将sab应用在粒子加速中。sab几何结构的正方棱锥的顶点处都有很大的力梯度场，r.jauregui把sab应用在了粒子堆积实验中。yunfengjiang等人将sab应用于光学显微操作、光学激光治疗中。此外，sab在构建自会聚光束、等离子体、微粒操控、光子弹、艾里激光器和大气传输等方面，都具有良好的应用前景。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容和目标

对称艾利光(sab)是一种于2014年被提出的新型加速光场，它具有类似艾利光的加速主瓣、区别于传统高斯光的奇特的自聚焦特性。sab本身的焦散线对称分布，因而它在自由空间传输无需借助透镜也能会聚。目前，虽然sab的传输特性的研究已较多，并应用于光镊捕获等领域。但关于sab它在无透镜聚焦下的自会聚研究及其应用并展开。

因此本课题的基本内容是在先前别人研究的基础上进一步研究sab在无透镜聚焦条件下的自会聚能力；借助实验和数值模拟的方法得出不同焦距下sab的传输效果，总结归纳出sab的自聚焦传输性能，力求将其特殊的自聚焦传输性能应用在光学捕获中。

3. 研究计划与安排

第1—3周，阅读对称艾利光（symmetricairybeam）的相关文献，理解其性质，实验生成方法，用途等内容，并撰写开题报告。

第4—13周，开展工作，

a.设计评价函数来评估透镜焦距对sab自聚焦的影响，并通过数值模拟给出不同焦距下sab的传输结果；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]siviloglouga,christodoulidesdn..acceleratingfiniteenergyairybeams[j].opticsletters,2007,32(8):979-981.

[2]zhangp,prakashj,zhangz,etal.trappingandguidingmicroparticleswithmorphingautofocusingairybeams[j].opticsletters,2011,36(15):2883-2885.

[3]aleahmadp,mirima,millsms,etal.fullyvectorialacceleratingdiffraction-freehelmholtzbeams[j].physicalreviewletters,2012,109(20):203902.