摘要: 随着量子通信等新技术的发展，光子越来越得到当代社会的重视，无论是从科学研究还是经济生产，从医疗再到国防科技，光这个古老而神秘的物理名词，越来越多的被提及，发挥着越来越大的作用，并成为当前科学研究的热点和重点之一。 目前，矢量光场... 展开 随着量子通信等新技术的发展，光子越来越得到当代社会的重视，无论是从科学研究还是经济生产，从医疗再到国防科技，光这个古老而神秘的物理名词，越来越多的被提及，发挥着越来越大的作用，并成为当前科学研究的热点和重点之一。 目前，矢量光场的研究已成为光学领域的热点之一，其中，矢量光场的偏振分布会产生很多有趣的特性，举个例子：径向偏振分布的矢量光场可以被紧聚焦产生能量更强的光斑并形成强纵场的光波分布；空间分布的偏振光波可以提供给光子纠缠自由度。所以人们逐渐意识到矢量光场在单分子成像、激光微加工、超分辨率等许多科学领域内潜在的巨大价值。当然，矢量光的研究在世界范围内还处在初级阶段，一些理论问题和实际的生成问题仍等待着人们去探索。因此，本文针对特定的矢量光场进行了理论上的探索并进行了仿真，并利用现有的条件，研制出了一种能够为方便的产生矢量光提供激光光源的Nd:YAG激光器。本文主要内容如下： 介绍了矢量光及数学表达，然后介绍了矢量光束的两种生成方法，主动生成和被动生成。两种生成方式的主要区别在于是否在激光谐振腔内生成矢量光束。偏振模式的选择是谐振腔设计的主要方面，主要选择手段可通过双折射、光的二向色性或者微结构光学元件来实现。在被动生成的方式中，我们可以采用液晶元件、空变位相延迟器、偏振器等特殊光学元件实现腔外矢量光场的生成。 分析了多涡旋相位的径向矢量光束加载不同拓扑荷的聚焦场特性。利用Richards-Wolf矢量衍射理论，分别分析了双涡旋、三涡旋、四涡旋时加载不同拓扑合数对聚焦矢量光场的影响。分析表明，拓扑荷的变化会影响聚焦光场的分布特性。拓扑荷数目的增加会导致紧聚焦现象，这对光场的调控和激光能量的利用都是很好的理论指导。 设计研发出了一款能够为方便的产生矢量光提供激光光源的Nd:YAG激光器，并对其性能进行了优化改进。 收起