柱对称矢量光束的聚焦特性开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近些年，对于如何提高聚焦成像系统的空间分辨率和光束整形等问题，许多研究者对激光光束的深聚焦进行了深入细致的研究和探索。激光光束经过高数值孔径透镜(na≥0.7)的聚焦被称为激光光束的深聚焦，这种聚焦会产生一个相对于普通聚焦更小的光斑，其大小可达亚波长量级，具有超分辨特性，这种特殊的现象为提高聚焦成像系统的空间分辨率提供了一条行之有效的研究方法，因此，激光光束的深聚焦被研究者们广泛的应用于高密度光数据存储，粒子束囚禁等领域。

当光束进行深聚焦，相对于普通聚焦还会产生一个很强的轴向光场分量，形成一个具有三维空间分布的光场，使得傍轴近似下推导出的普通衍射理论公式不再适用于此情况。1959年，brichards和ewolf提出了矢量衍射积分公式，对激光光束的深聚焦进行了研究，基于矢量衍射积分公式，学者对各类光束的深聚焦特性做了大量的研究。

柱对称矢量光束是麦克斯韦方程组在柱坐标系中的特征解。柱对称矢量光束的偏振、相位和光强的分布关于光轴对称的，这些特性使得光束具有独特的聚焦特性，特别是经过高数值孔径透镜聚焦时，这也是此类型光束如此受人关注的主要原因之一。径向偏振和切向偏振是最为常见的两种柱对称矢量光束，它们的偏振方向分别是径向方向和切向方向，它们是柱对称矢量光束的两个本征偏振态，这些独特的性质使径向偏振光束和切向偏振光束在许多领域得到了广泛的研究和应用。

2. 研究的基本内容与方案

（1）分析柱对称矢量光束形成的基本原理及其应用前景。

通过查阅相关文献资料，学习了解柱对称矢量光束形成基本原理知识（以利用亚波长金属光栅生成柱对称矢量光束光束为主）、技术要求以及相关资料，深入学习分析当前研究方向和应用前景。

（2）建立柱对称矢量光束的高数值孔径聚焦的理论模型。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的理论知识、技术要求以及相关资料。确定方案，完成开题报告。

第4-8周：分析基本原理，进行理论推导。

第9-13周：建立模型，进行仿真模拟，得到模拟结果，整理数据，进行理论分析，开始撰写毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]周炳琨，高以智，陈倜嵘等.激光原理[m].北京：国防工业出版社，2009.

[2]周哲海.轴对称偏振光束的生成、特性及应用[d].北京：清华大学图书馆，2010.

[3]贾信庭.轴对称偏振光束特性的研究[d].武汉：华中科技大学图书馆，2011.