文 献 综 述
摘 要
随着科学的发展与技术的进步，光作为信息的载体，其新效应、新现象和新应用对当前的科学发展和技术进步以及国防，医学，材料加工和信息传递产生越来越深远的影响。新型光场在很多领域都有着广泛的应用前景，因此在过去的几年中，对新型光场的研究已经成为热点。本文介绍了艾里光束、涡旋光束、矢量光束的生成原理，空间光调制器进行光束调控的原理以及空间光调制器在国内外的相关领域的研究现状等。
关键字：艾里光束；涡旋光束；矢量光束；空间光调制器
一、研究背景
新型光场主要由艾里光束，涡旋光束和矢量光束三种光束组成。
（一）艾里光束：近几年,艾里光束的研究成为了光学领域最为热门的研究现象之一。随着众多研究者对于艾里光束的深入探索和研究,艾里光束已经被应用于众多的领域当中,其范围从传统光学到等离子体,甚至是电子领域。在应用的过程中,研究者们已经不满足于最初形式的艾里光束,因此不断的有新型的艾里光束被发现和应用。而在这个背景下,探究艾里光束的性质,提出具有独特性质的新型艾里光束,也是本选题的重要研究问题。 Georgios Siviloglou 等人的研究成果[1-3]证明艾里光束的傅里叶谱是包含有立方相位因子的高斯型分布，这一结果表明对高斯光束进行立方相位调制，再经过傅里叶变换即可在空域产生艾里光束。这一思想也因此成为实验上产生艾里光束的理论指导。Siviloglou 等人首次在实验上产生艾里光束就是采用空间光调制器来实现的。空间光调制器只对入射光波的相位分布进行调制，将满足立方分布的相位膜片加载到空间光调制器中，入射激光经过空间光调制器的反射即可完成对其相位的立方调制，再经过傅里叶透镜即可在透镜焦点处观察到艾里光束的强度轮廓分布[4]。
（二）涡旋光束：祸旋现象对于大家来说,并不陌生,在生活中也是最常见的现象之一,如天气预报中经常说的热带气旋,沙漠上龙卷风等等,这些对于社会的生产和日常生活有着重要的作用。祸旋能够引起周围的物体随着它做圆周运动,因此它对周围物体有角向力的作用。随着科学的不断进步以及技术的持续发展,人们对祸旋有着更为深刻的了解。在物理学中,有一种光束也存在祸旋现象,我们简称为“涡旋光束”。近年来,人们对它越来越感兴趣,也一直成为大家研究的热点,因为它有着广泛的应用前景。祸旋光束一个重要的应用就是光镊,它是使用一束高度聚焦的光束去捕获和移动大小在纳米到微米级别的粒子,实现粒子的微光手术,而且不带来任何的机械损伤,因此可广泛地应用于医学界和生物界微粒操控。
（三）矢量光束：关于矢量光束的产生方法已经有广泛的报道。 矢量光束的产生方式主要集中三类：1.着眼于激光谐振腔的设计，通过在腔内放置特定光学元件来抑制基模，使得谐振腔内的振荡模式为矢量光场模式。2.通过人工微结构导致的双折射产生矢量光束。3.通过干涉叠加的方法产生矢量光束。此外，矢量光场在紧聚焦场中的独特性质和丰富的调控手段在光学微操纵具有广泛的前景。例如，径向的偏振光能够获得更高的光学捕捉效率， 偏振调控的中空光学笼子对于低折射率的粒子能够有效捕捉等。
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