基于光纖的新型自加速類貝塞爾光束研究.pdf

1、貝塞爾光束的橫向光場分布表現(xiàn)為一個居于中心的光斑和一系列同心圓環(huán)。貝塞爾光束因其光場分布和傳播特性得到了廣泛的應用，如光學成像、粒子操控、非線性光學等。與貝塞爾光束不同，具有橫向自加速特性的類貝塞爾光束在粒子操控應用方面更具實際意義，可以將粒子沿著彎曲的、自愈的軌道進行輸運。
　　本文研究了一種基于光纖的自加速類貝塞爾光束產(chǎn)生裝置。利用光纖的傳播特性將光纖中傳輸?shù)墓鈭鲛D換為非對稱的高階類貝塞爾光束，然后用一段特殊設計的相位調(diào)制光纖

2、對光場進行相位調(diào)制，調(diào)制后的光束橫向截面仍然接近貝塞爾函數(shù)，并在保持主瓣不明顯衍射的前提下，獲得橫向加速度，能夠在自由空間中沿著彎曲的軌跡傳播。
　　本文就該新型自加速類貝塞爾光束的實現(xiàn)進行了理論和實驗研究，主要工作分為以下幾個方面：
　　首先，分析了基于光纖的新型自加速類貝塞爾光束的構建原理，我們以單模光纖為例說明構建原理，將一段單模光纖與一段長度合適的普通多模光纖焊接在一起，分析其耦合模方程，即可得到具有類貝塞爾函數(shù)特性

3、的出射場公式。
　　其次，將普通多模光纖替換為漸變折射率多模光纖，能夠對光場進行相位調(diào)制，即可省略相位調(diào)制光纖，并將單模光纖與漸變折射率多模光纖錯芯對接即可產(chǎn)生具有橫向自加速特性的類貝塞爾光束。由于其橫向自加速特性，在自由空間傳播過程中能夠發(fā)生自彎曲。我們針對以上理論利用BeamPROP和FDTD軟件做了數(shù)值仿真并計算其光阱力驗證其運輸粒子的能力。
　　最后，搭建了一套實用性的產(chǎn)生新型自加速類貝塞爾光束的實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)中將標