福建省自然科学基金(2012J01278)
- 作品数：28 被引量：99H指数：9
- 相关作者：吴逢铁程治明王涛李攀杜团结更多>>
- 相关机构：华侨大学中国科学院上海光学精密机械研究所漯河医学高等专科学校更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金福建省自然科学基金福建省泉州市科技计划项目更多>>
- 相关领域：机械工程理学电子电信更多>>
- 光源频谱宽度对Bessel光束亮暗梯度的影响被引量：3
- 2013年
- 分析了三种不同频谱宽度的光源(激光、绿光LED和白光LED)产生无衍射贝塞尔(Bessel)光束亮暗环的梯度。分别模拟得到在不同位置的光强截面图,并计算各亮暗环的光强值,引入对比度的计算公式,计算了三种不同频谱宽度的光源产生贝塞尔光束亮暗环的对比度,可以得到频谱宽度越宽的光源产生的贝塞尔光束亮暗环之间的对比度降低,亮暗环强度梯度下降,从而导致囚禁粒子的能力降低。根据三种光源的特性设计了实验装置,并在与理论模拟相应的位置分别拍摄了三种不同频谱宽度光源产生的无衍射光斑图。对实验中拍摄到的光斑图进行对比度计算,可以得知频谱宽度越宽的光源产生的无衍射光束,其截面光斑亮暗环的对比度降低,亮暗环强度梯度降低,囚禁粒子能力下降,理论和实验相吻合。
- 杜团结王涛程治明吴逢铁
- 关键词：BESSEL光束频谱宽度对比度
- 椭圆高斯光束产生近似无衍射Bessel-Gauss光被引量：1
- 2014年
- 研究了轴棱锥聚焦像散椭圆高斯光束的光场分布特性,根据菲涅耳衍射积分理论导出了椭圆高斯光束经轴棱锥衍射后的光场分布,通过数值积分给出椭圆高斯光束经轴棱锥聚焦后的近轴光场强度分布情况,将其与圆高斯光束产生的近似Bessel-Gauss场进行比较,发现椭圆高斯光束经轴棱锥聚焦后的光束在一定的传播距离内也具有无衍射特性,且轴上光强分布与圆高斯光束产生的Bessel-Gauss光束的轴上光强分布具有相似的形式,而这种无衍射光场的强度在垂直于光轴的平面上不再是柱对称分布。根据近轴球面波产生近似Bessel光束的最大无衍射距离公式计算了椭圆Bessel-Gauss光束在子午面和弧矢面上的最大无衍射距离,整个光束的无衍射距离由入射到轴棱锥上的椭圆光斑短轴方向的尺寸决定。
- 李冬梅小华吴逢铁
- 关键词：衍射轴棱锥
- 产生多个高光强梯度局域空心光束的理论与实验被引量：9
- 2012年
- 在实验中用贝塞尔光束与球面波叠加得到多个具有高强度梯度的局域空心光束(BB)。用衍射理论分析了贝塞尔光束与球面波叠加的光场,借助软件对两光场相干叠加的光强分布进行了模拟,结果表明在球面波的焦点附近能够形成多个高强度梯度的BB。实验中贝塞尔光束和球面波分别用轴棱锥和透镜对平行光聚焦获得,使两光场在同一传播轴上相干叠加,在球面波焦点附近观察到多个BB。通过对比可知,贝塞尔光束与球面波叠加所得BB比用两束贝塞尔光束干涉产生的BB在暗域处具有更大的光强梯度,更有利于稳定的粒子囚禁。
- 程治明吴逢铁方翔范丹丹
- 关键词：局域空心光束贝塞尔光束球面波相干
- 非相干单色LED光源对贝塞尔光束形成的影响被引量：10
- 2013年
- 基于部分相干光理论研究了非相干单色LED光源的空间相干特性对无衍射Bessel光束形成的影响。部分相干光经过轴棱锥,光强分布函数中出现了高阶的Bessel函数项,其光强为各阶Bessel函数的线性叠加。数值模拟了部分相干光通过轴棱锥后的光场分布,发现空间相干长度越小,高阶项造成的影响越大,所形成的光束与理想Bessel光束的差异越明显,暗环处光强不再为零,截面光强分布图越模糊。通过一套可调控光束空间相干长度的实验室装置,产生了较为理想的Bessel光束,实验结果与理论模拟相符。
- 方翔吴逢铁程治明
- 关键词：激光光学贝塞尔光束LED光源部分相干光空间相干性
- 双焦透镜对Bessel光束传输的影响被引量：7
- 2014年
- 研究非轴对称象散光学元件双焦透镜对无衍射Bemel光束的聚焦特性.基于空间域中的广义惠更斯.菲涅耳衍射理论衍射积分,用4×4阶矩阵来描述非轴对称光学系统,导出Bessel光通过双焦透镜更为普遍和广义的光强分布表达式,并对其光强进行数值模拟.分析双焦透镜在x,y面上的焦距取不同值时对Bessel光的影响.导出的广义光强分布表达式包括了普通透镜、双焦透镜和柱透镜的所有情况.研究发现,当象散越大,图形畸变程度越大,导致得到的光学bottle beam的光束质量下降,bottle壁变形,囚禁微观粒子的能力也随之下降.
- 谢晓霞吴逢铁李冬
- 关键词：BESSEL光束衍射理论象散
- 产生尺寸可调局域空心光束的技术
- 2014年
- 产生尺寸可调的局域空心光束在捕获和操控不同尺度的微粒方面具有重要的应用价值.文中主要阐述轴棱锥透镜系统、新型组合正轴棱锥、液体轴棱锥、可拆式组合轴棱锥,以及聚焦多环空心高斯光束产生尺寸可调的局域空心光束的相关技术研究,并基于几何光学,波动光学理论对各种技术进行分析和总结.
- 何西吴逢铁李冬李攀
- 关键词：局域空心光束轴棱锥高斯光束
- 非相干光源无衍射光的自重建被引量：12
- 2013年
- 基于Hankel波理论分析了非相干光源产生Bessel光束的自重建特性,利用光学设计软件ZEMAX模拟了Bessel光束经过轴上圆形障碍物后的截面光强分布.由于发光二级管(LED)具有一定的频谱宽度且不像激光具有很高的相干度,因此我们采用一定频宽范围的连续谱来描述.从模拟结果可以直观地看出Bessel光束被轴上圆形障碍物遮挡后逐步完成自重建,说明用LED非相干光作为光源具有自重建特性.实验上采用LED和轴棱锥元件产生Bessel光束,然后通过轴上圆形障碍物、轴上方形障碍物,并拍摄了不同位置处的截面光强分布图,证实了非相干光源产生Bessel光束的自重建特性.实验结果和模拟结果相符合.
- 范丹丹吴逢铁程治明朱健强
- 关键词：无衍射光束LED光源轴棱锥
- 新型发光二极管透镜产生局域空心光束被引量：5
- 2014年
- 首次提出采用发光二极管和二次光学透镜直接产生单个局域空心光束的方法.首先从几何光学角度分析发光二极管点光源结合二次光学透镜产生局域空心光束的原理,推算出所得局域空心光束长度及最大暗域半径计算公式,随后用数值计算软件Matlab,3D建模软件Soidworks及光学仿真软件Tracepro计算得出一款二次光学透镜并进行了仿真验证.同时计算了可能获得的局域空心光束的最小尺寸和囚禁粒子的散射力.结果显示:该透镜能够产生单个局域空心光束,所得局域空心光束的长度及最大暗域半径都在误差允许范围内与理论计算符合.研究成果为采用发光二极管光源产生局域空心光束提供一种现实可行低成本的有效方法.
- 何西杜团结吴逢铁
- 关键词：局域空心光束发光二极管
- 三种基于光纤产生无衍射Bessel光束的技术被引量：1
- 2013年
- 基于不同光纤结构产生无衍射光束的器件是一种集成整合的光学器件,其转换率高,简单易行,无需准直调节即可直接产生无衍射贝塞尔(Bessel)光束.文中介绍3种基于光纤产生贝塞尔光束的新技术,即单模-多模光纤激发LP0,n模产生贝塞尔光束、光纤光栅激发LP0,n模产生贝塞尔光束,以及光纤端面熔接聚合物透镜产生贝塞尔光束,并分析它们的优缺点和适用范围.
- 李攀吴逢铁
- 关键词：BESSEL光束光纤光栅
- 周期局域空心光束自重建的理论模拟与实验被引量：5
- 2014年
- 利用衍射积分理论和干涉理论分析了轴棱锥对无衍射贝塞尔(Bessel)光束进行线聚焦产生局域空心光束遇障碍发生自重建的全过程。数值模拟了周期局域空心光束的传输情况及轴上放入圆形障碍物后不同位置的截面光强分布图,并计算了障碍物后最小自重建距离。研究结果表明周期局域空心光束遇到障碍物后,会绕过障碍物继续向前传输,并且传输一段距离后恢复原来的周期局域空心光束的特性。设计实验光路图对理论模拟进行了验证,通过显微镜和照相机系统拍摄得到轴上圆形障碍物和方形障碍物前后光束的截面光强分布图,实验与理论模拟相吻合。研究结果使得周期局域空心光束的应用得到了扩展。
- 杜团结吴逢铁王涛李攀欧阳玉梅
- 关键词：衍射障碍物
