径向偏振光的产生方法及应用.pdf

《径向偏振光的产生方法及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、激光与光电子学进展５０，０３０００１（２０１３）Ｌａｓｅｒ＆ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＰｒｏｇｒｅｓｓ○Ｃ２０１３《中国激光》杂志社径向偏振光的产生方法及应用唐新春高健存王坤方茗（清华大学物理系，北京１０００８６）摘要径向偏振光与传统的均匀偏振光相比，其偏振态具有完美的轴对称特性，而且其光强在中心轴上始终为中空的分布。对近年来国内外学者对径向偏振光的研究现状进行了综述，简要介绍了径向偏振光的电场特性、产生方法及其应用。通过分析总结认为，采用衍射光栅反射镜是产生高功率和高质量径向偏振激光的新的发展趋势之一。关键词激光光学；径向偏振激光；产生方法；衍射光栅反

2、射镜中图分类号Ｏ４３６．６文献标识码Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＬＯＰ５０．０３０００１ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆａＲａｄｉａｌｌｙＰｏｌａｒｉｚｅｄＬｉｇｈｔａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＴａｎｇＸｉｎｃｈｕｎＧａｏＪｉａｎｃｕｎＷａｎｇＫｕｎＦａｎｇＭｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８６，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｕｎｉｆｏｒｍｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｌｉｇｈｔ，ｔｈｅｒａｄｉａｌｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｌａｓｅｒｐｅｒｆｏｒｍ

3、ｓｐｅｒｆｅｃｔｓｐａｔｉａｌａｘｉａｌｓｙｍｍｅｔｒｙａｎｄｉｔｓｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｉｓａｌｗａｙｓｚｅｒｏａｌｏｎｇｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｘｉｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｒｅｖｉｅｗｉｎｇｒｅｃｅｎｔｗｏｒｋ，ｉｔｓｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｎｅｗｅｓｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈａｔｕｓｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｇｒａｔｉｎｇｍｉｒｒｏｒｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｒａｄｉ

4、ａｌｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｌａｓｅｒｉｓｔｈｅｍｏｓｔｖａｌｕｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒｒａｄｉａｌｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｌａｓｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌａｓｅｒｏｐｔｉｃｓ；ｒａｄｉａｌｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｌａｓｅｒ；ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｇｒａｔｉｎｇｍｉｒｒｏｒＯＣＩＳｃｏｄｅｓ１４０．３４６０；０５０．１９４０；２６０．５４３０１引言激光自问世以来，在工业领域发挥着越来越大的作用。激光作为横电磁波，其电场矢量始终处于与其传播方向垂直的平面内，而偏振作为电

5、磁波最基本的特征之一，是由电场矢量表征的。在主平面内的电场矢量的振动具有多种状态。根据振动状态的均匀性可以将激光分为均匀偏振光与非均匀偏振光。均匀偏振光包括通常所说的线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。非均匀偏振光为径向偏振光与角向偏振光。最近的研究发现，电矢量具有轴对称的偏振光在物理及材料加工方面具有不可替代的优势，因而目前已受到国内外学者的广泛关注。径向偏振光和角向偏振光刚好具有电矢量轴对称的特性。径向偏振光具有完美的光束轴对称性，使得它与线偏振光和圆偏振光相比有着许多显著不同的特点。比如，径向偏振光具有沿光轴对称的电场分布以及中空的圆环

6、型光束结构、卓越的光束特性；径向偏振光和角向偏振光都是偏振本征态，它们在ｃ切向的晶体内传播时，不会发生电场矢量串扰的现象，而均匀偏振光则没有这个性质；径向偏振光在高数值孔径的透镜聚焦下，可以产生超越衍射极限的极小聚焦光斑，比线偏振光和圆偏振光的聚焦光斑质量更好；在金属加工方面，采用径向偏振光的金属切割效率是圆偏振光效率的两倍。另一方面，径向偏振光相对于角向偏振光而言，具有以下特性：径向偏振光经过透镜聚焦系统后，在远场能形成单个极小的聚焦光斑，而角向偏振光则形成多个聚焦光斑；在金属切割中，由于径向偏振光始终是ｐ分量的偏振光，其方向始收稿日期：２０１２－１２－０

7、３；收到修改稿日期：２０１２－１２－２６；网络出版日期：２０１３－０２－２７基金项目：国家自然科学基金委员会－中国工程物理研究院联合基金（１０９７６０１５）和国家９７３计划（２００７ＣＢ９３５３００）资助课题。作者简介：唐新春（１９８７—），男，硕士研究生，主要从事固体激光器方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｘｃ１９８７０３０９＠１６３．ｃｏｍ导师简介：高健存（１９６２—），男，副教授，博士生导师，主要从事激光及非线性光学等方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｊｃ＠ｍａｉｌ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ（通信联系人）０３０００１－１５０，０３０００１激光与光电子学进

8、展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ终平行于