非均匀偏振径向偏振光束的聚焦光谱特性(2)
偏振是光的一个重要性质。这个向量的性质及其与物质相互作用的光使许多光学器件和光学系统设计。随着材料的极化传播和互动已经在光学检测和计量，广泛探讨的显示技术，数据存储，光通信，材料科学，天文学，以及在生物学研究。以往的矢量光场研究主要都是均匀偏振，另一类非均匀偏振光场如:径向偏振光场任一点的偏振方向是沿径向分布，其光场中心是暗点。这类光场紧聚焦后的可产生亚波长尺寸光斑，在很多领域具有重要的应用价值。本课题以径向偏振光为基础，深入研究其宽光谱情况下的聚焦光谱频移特性，拓展其应用基础。
径向偏振光最早1972年由Mushiake将圆锥电介质器件放入氦氖激光器中，通过激光振荡的方法第一次实验产生[22]。随后，理论和实验给出了很多径向偏振光束的产生方法。到目前为止，产生径向偏振光的方法主要可分为两类：第一类是腔内产生法，主要是通过在光学谐振腔内放置光学元件，如圆锥镜、双折射元件以及液晶偏振选择器件等，通过这些元件来选择或改变光束的偏振态产生径向偏振光[23-26]。Quabis等人基于电偶极子模型解释了径向偏振光可获得更小聚焦光斑的物理机制[27]。此外，紧聚焦的径向偏振光可产生新的纵向电场，聚焦后的径向偏振光的偏振态可以是空间三文分布；这一特性可以用来对图像进行高文度偏振加密[28]。部分相干径向偏振光能降低大气湍流对光束的影响，在自由光通信中也具有重要的应用价值[29-32]。
1．1 非均匀偏振光束的概述
非均匀偏振光分为径向偏振光和角偏振光两种，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，其中径向偏振光具有沿光轴对称的电场分布以及中空的圆环型光束结构、卓越的光束特性，其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，在金属切割和金属钻孔等应用中都更具优势。因此，近年来径向偏振光在越来越多的领域受到更多广泛的应用，这也就要求我们对径向偏振光的相关特性做更加深入的研究，在本文中，笔者将对径向偏振光聚焦光谱特性的相关内容做简要综述。
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