一种多边形相位波带片的矢量聚焦特性研究

摘要

本文基于矢量瑞利-索末菲衍射理论,对一种多边形相位波带片的聚焦特性进行了研究。提出了一种在4Pi聚焦系统中使用不同的多边形相位波带片和不同的偏振光产生特殊聚焦光斑的方法,设计了由不同多边形同心环带组成的相位波带片(圆形、六边形、八边形的相位波带片),对不同偏振的光(线偏振光、径向偏振光、角向偏振光)入射到所设计的不同形状的多边形相位波带片产生的聚焦光斑进行了数值模拟。通过数值模拟发现这种多边形相位波带片可以改变入射光聚焦光斑的形状,并且聚焦光斑的周围还存在多个焦点旁瓣的情况。进一步研究发现,在4Pi聚焦系统中可以产生“甜甜圈”状、六边空心“螺母”状、“葫芦”状等特殊形状的三维聚焦光斑。本研究结果有助于加强对矢量聚焦光斑的理解,在光学微操控、激光加工、超分辨成像、数据的高密度存储等领域具有潜在的应用价值。