上海市自然科学基金(11ZR1412300)
- 作品数：7 被引量：27H指数：5
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- 磁诱导三维拓扑绝缘体波导中的导模
- 2013年
- 在三维拓扑绝缘体表面上外加铁磁条形成的磁势垒量子阱,通过控制入射电子能量,使得入射电子波限制在势阱中传播,并由波函数的连续性求得磁诱导三维拓扑绝缘体波导的色散方程.由于此方程是超越方程,不能解析求解,因此本文采用图解法求解色散方程的解.研究表明:在入射电子能量大于磁势垒和小于磁势垒的情况下,都能够形成波导;当入射电子的能量大于磁矢势时,波导能够支持基模,而且模式阶数也依次递增;而当入射电子能量小于磁矢势时,波导能够承载的导模数量有所减少.通过研究波导中导模几率密度的空间分布,发现三维拓扑绝缘体表面上磁场诱导的电子波导能够很好地束缚电子,而且低阶模对电子的束缚能力强于高阶模.此外,本文也推导出了波导的几率流密度分布的公式.
- 徐谊何英杨艳芳
- 关键词：拓扑绝缘体波导导模图解法
- 4pi聚焦系统中振幅和相位调制的径向偏振涡旋光束聚焦特性的研究被引量：7
- 2013年
- 基于Richards-Wolf矢量衍射积分公式,研究了径向偏振涡旋光束在振幅和相位调制下的4pi聚焦特性.振幅调制是通过振幅滤波实现,即改变入射光束起始积分值达到调节,相位调制是通过添加相位延迟角δ的液晶相位延迟器来改变入射光束的偏振态.模拟结果显示,随着振幅的减小,4pi聚焦系统焦点附近的光轴上呈现出多光球结构;而相位调制对焦点附近的光强分布产生拉伸作用,即调节入射光束的拓扑核m和相位延迟器的延迟角δ,可以得到特殊的光强分布.随着相位δ增大,m=0产生的多光球结构慢慢向光链结构转变,最终变成暗通道;而m=1产生的光链结构慢慢变成光球结构;m=2产生的暗通道变成光球和光链叠加的结构,这种特殊聚焦光束在光学微操纵领域具有潜在的应用价值.
- 常强杨艳芳何英刘海港刘键
- 关键词：物理光学偏振
- 三环非均匀混合偏振同轴矢量光束的聚焦特性被引量：5
- 2012年
- 基于Richards-Wolf矢量衍射积分公式,数值分析了同轴三环非均匀混合偏振矢量光束经过高数值孔径透镜的聚焦特性。该矢量光束由同轴三环局域线偏振矢量光束通过一个相位延迟角为δ的液晶相位延迟器产生,光束偏振变为包含线偏振、圆偏振和椭圆偏振的混合态。同轴三环局域线偏振矢量光束的偏振分布是由径向向内偏振的外环光束、径向向外偏振的内环光束和线偏振方向与径向方向夹角为φ2的中环光束构成。数值模拟结果显示该混合偏振矢量光束的聚焦强度分布与参数φ2和相位延迟角δ密切相关,当选取适当的φ2和δ时,在焦平面附近产生沿光轴方向的三维多点光俘获结构——暗光链,这在光学微操纵领域具有潜在的应用价值。
- 常强杨艳芳何英冷梅刘海港
- 关键词：物理光学偏振衍射
- 影响空间变化偏振矢量光束强聚焦后焦斑移位的因素被引量：5
- 2012年
- 利用衍射积分公式数值模拟了不同阶次的空间变化偏振矢量贝塞尔高斯(BG)光束经过强聚焦系统后在焦点附近的强度分布。数值结果显示空间变化偏振矢量BG光束聚焦后在光束传播轴负方向存在焦斑移位现象,其焦斑移位的大小与光束的模阶次、光束宽度、波长以及局部偏振状态密切相关。矢量光束偏振态的变化依靠液晶相位延迟器(LCVR)的相位延迟角度来控制,由于LCVR的相位延迟角度可以在0～π之间连续变化,从而改变光束的局部偏振状态,间接实现了对矢量光束焦斑移位大小的实时控制,在光学微操纵领域具有潜在的应用价值。
- 冷梅杨艳芳何英刘海港常强李春芳
- 关键词：物理光学偏振衍射
- 基于圆偏振涡旋光束强聚焦的平顶光束的构成被引量：7
- 2014年
- 由于圆偏振涡旋光束可以表征为柱坐标的径向矢量光束和角向矢量光束的线性叠加,因而在研究其聚焦特性时,必须考虑具有拓扑核的径向矢量光束聚焦后有角向分量和角向矢量光束聚焦后有径向分量。在修正关于圆偏振涡旋光束强聚焦公式的基础上,重新模拟计算了不同拓扑核的圆偏振涡旋光束的强聚焦特性。结果显示不仅单自旋手性的圆偏振涡旋光束聚焦能形成平顶光束,而且两束不同的自旋手性的涡旋光束的叠加聚焦也可以实现平顶光束。通过调节光束的振幅、束腰半径以及遮挡通光孔径可以有效地改变平顶光束的半宽。
- 刘键杨艳芳何英刘国威郑晓
- 关键词：物理光学偏振涡旋光束平顶光束
- 贝塞尔高斯径向偏振光束在衍射光学元件调制下多光球的产生被引量：4
- 2013年
- 基于Richards-Wolf的矢量衍射积分公式,研究了贝塞尔高斯径向偏振光束在衍射光学元件(Diffractiveoptical elements,DOE)的调制下入射到由两个相同高数值孔径透镜组成的4pi聚焦光学系统中的聚焦特性。由于DOE不同环之间的相互干涉,出现不同于原贝塞尔高斯径向偏振矢量光束的新聚焦特性。Matlab数值模拟结果显示贝塞尔高斯径向偏振光束经过此光学系统后,在焦点附近产生沿光传播方向的多个光球,其光球的个数与DOE的环数以及不同环的大小有关。若调节4pi聚焦系统两侧入射光束的整体相对相位还可以实现多个光球整体沿纵向方向的移动,实现了亮光链的作用,这对于矢量光束应用在光学显微镜、光存储和粒子操控等方面具有十分重要的意义。
- 刘海港杨艳芳何英常强刘键
- 关键词：激光物理光球衍射光学元件
- 基于双环混合偏振矢量光束实现光学囚笼实时操纵的理论研究被引量：6
- 2012年
- 理论上提出了一种通过调节双环混合偏振矢量光束的偏振态来实现光学囚笼实时操纵的新方法。双环混合偏振矢量光束是由双环径向光束通过一个波片后形成的,光束偏振将变为包含线偏振、圆偏振和椭圆偏振的混合状态,且偏振态强烈依赖于空间位置和相位延迟角度。利用衍射积分公式数值模拟了双环混合偏振矢量光束经过强聚焦系统后在焦点附近的强度分布。数值结果显示当相位延迟角度为0时能形成光学囚笼,当相位延迟角度不为0时能控制光学囚笼打开的程度。将液晶可调相位延迟器(LCVR)作为可调波片,LCVR可以由外部电压实时控制使其相位延迟角度能在0～π之间连续取值,这样就可以通过调节LCVR的外接电压实现焦平面光学囚笼的实时开和关。
- 刘海港杨艳芳何英冷梅常强李春芳
- 关键词：物理光学
