渦旋光束仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
渦旋光束仿真的實(shí)例教程
Express 16, 19934-19949(2008)]的步驟，利用嵌入Dove棱鏡的非平衡Mach-Zehnder干涉儀模擬了基于Ince-Gaussian模的渦旋陣列激光光束的生成。所提出的干涉裝置產(chǎn)生的渦旋陣列激光光束在傳播過程中和焦點(diǎn)都可以保持其光束輪廓。因此，所提出的渦旋陣列激光光束以二維陣列的形式應(yīng)用于光鑷和原子阱中，具有很大的前景。
任務(wù)說明
在VirtualLab Fusion中構(gòu)建系統(tǒng)
系統(tǒng)構(gòu)建模塊—光源
系統(tǒng)構(gòu)建模塊—組件和探測器
渦旋陣列激光光束產(chǎn)生的仿真
在光源中使用不同模式階次生成渦旋陣列
橢圓度參數(shù)對渦旋陣列圖案的影響
總結(jié)—系統(tǒng)構(gòu)建模塊…
在VirtualLab Fusion的工作流程
? 設(shè)置輸入場
? Basic Source Models [教程視頻]
?Ince-Gaussian Models [用例]
? 使用界面構(gòu)造真實(shí)組件
? 定義組件的位置和方向
- LPD II : Position and Orientation [教程視頻]
? 為非序列追跡設(shè)置通道
- Channel Setting for Non-Sequential Tracing [用例]
VirtualLab Fusion 技術(shù)
文件信息
進(jìn)一步閱讀
- Mach-Zehnder Interferometer
- Ince-Gaussian Modes
展開 其捕獲原理與渦旋光束不同，如下圖所示：
高斯光束利用梯度力捕獲粒子
高斯光束依靠的是作用在任意透明粒子上的偶極力導(dǎo)致的朝向光束焦點(diǎn)的力。如果光束聚焦緊密，合成的梯度力足以克服散射力和重力的影響，那么就可以為直徑達(dá)幾微米的透明粒子創(chuàng)建三維陷阱，使粒子束縛在光強(qiáng)最強(qiáng)的中心區(qū)域。
高斯光束越強(qiáng)，其捕獲粒子的能力就越大，但是對于很多微小的粒子，尤其是生物顆粒，高強(qiáng)度的激光有可能對粒子造成不可逆的損傷。
而渦旋光束的光強(qiáng)分布是環(huán)狀的：
中心光強(qiáng)為零的環(huán)狀光束
這樣的中心暗斑會降低對生命物質(zhì)的傷害，即使增加光強(qiáng)也不會對粒子造成太大的損傷，粒子可以毫發(fā)無損地被束縛在光束中心，因此在生物醫(yī)學(xué)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。因此渦旋光束被廣泛應(yīng)用于粒子操控領(lǐng)域，如捕獲線粒體、溶酶體、金屬顆粒、無機(jī)物和有機(jī)物顆粒等。
捕獲CuO顆粒
捕獲并標(biāo)記溶酶體
除了捕獲特性，渦旋光束攜帶的軌道角動量是一個相對穩(wěn)定的量，在光通信中，渦旋光束的拓?fù)浜蓴?shù)既可以作為載體傳遞信息，也可以為信道提供全新的復(fù)用維度，從而提高空間光通信系統(tǒng)的容量。
渦旋光束還有哪些奇特之處呢？
1.渦旋光束有螺旋式相位結(jié)構(gòu)，光場中存在奇異點(diǎn)，在奇點(diǎn)處，振幅為零且相位不確定，光束傳播過程中光強(qiáng)呈現(xiàn)為環(huán)狀分布。
2. 具有軌道角動量，這種角動量具有機(jī)械效應(yīng)，不僅可以產(chǎn)生扭矩還可以使物體移動，從而促進(jìn)了上文中提到的光鑷技術(shù)的發(fā)展。渦旋光束的軌道角動量，還可用于自由空間光通信，并且具有信息存儲量大、穩(wěn)定性高和保密性好的特點(diǎn)，為高密度信息存儲和傳輸提供了理論支持。
3. 帶有偏振態(tài)分布的渦旋光束還可用于激光加工和材料處理等。
展開 在本文件中，按照Chu等人[Opt.Express 16，19934-19949（2008）]的步驟，使用Dove棱鏡嵌入非平衡馬赫-曾德爾干涉儀來模擬基于Ince-Gaussian模式的渦旋陣列激光束的產(chǎn)生。所提出的干涉測量裝置產(chǎn)生的渦旋陣列激光束在傳播過程中，也通過聚焦，保持其光束輪廓。因此，所提出的渦旋陣列激光束在二維陣列形式的光鑷和原子阱中具有巨大的應(yīng)用前景。
在本文件中，按照Chu等人[Opt.Express 16，19934-19949（2008）]的步驟，使用Dove棱鏡嵌入非平衡馬赫-曾德爾干涉儀來模擬基于Ince-Gaussian模式的渦旋陣列激光束的產(chǎn)生。所提出的干涉測量裝置產(chǎn)生的渦旋陣列激光束在傳播過程中，也通過聚焦，保持其光束輪廓。因此，所提出的渦旋陣列激光束在二維陣列形式的光鑷和原子阱中具有巨大的應(yīng)用前景。
在本文件中，按照Chu等人[Opt.Express 16，19934-19949（2008）]的步驟，使用Dove棱鏡嵌入非平衡馬赫-曾德爾干涉儀來模擬基于Ince-Gaussian模式的渦旋陣列激光束的產(chǎn)生。所提出的干涉測量裝置產(chǎn)生的渦旋陣列激光束在傳播過程中，也通過聚焦，保持其光束輪廓。因此，所提出的渦旋陣列激光束在二維陣列形式的光鑷和原子阱中具有巨大的應(yīng)用前景。
任務(wù)描述
在VirtualLab Fusion中建立系統(tǒng)
系統(tǒng)構(gòu)建塊-光源
系統(tǒng)構(gòu)建塊-組件和檢測器
渦旋陣列激光束產(chǎn)生的模擬
光源中使用不同模態(tài)階數(shù)生成渦旋陣列
橢圓度參數(shù)對渦流陣列方向圖的影響
小結(jié)-系統(tǒng)光路圖
VirtualLab Fusion的工作流程
· 設(shè)置輸入場
-基本光源模型[教程視頻]
-Ince-Gaussian模式[使用案例]
· 使用曲面構(gòu)造真實(shí)組件
· 定義零部件的位置和方向
-LPD II：位置和方向[教程視頻]
· 為非序列追跡正確設(shè)置通道
-非序列追跡通道設(shè)置[使用案例]
VirtualLab Fusion 技術(shù)
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渦旋光束仿真的最新內(nèi)容
在VirtualLab Fusion平臺中，通過可編程透過率函數(shù)構(gòu)建二維叉形光柵相位結(jié)構(gòu)，成功將波長為532 nm、束腰直徑為200μm的高斯光束轉(zhuǎn)換為攜帶軌道角動量的渦旋光束陣列。仿真結(jié)果清晰地呈現(xiàn)了不同衍射級次對應(yīng)的渦旋光場分布及其螺旋相位結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證了二維叉形光柵對拓?fù)浜傻木_調(diào)制能力。
摘要
Ince-Gaussian模是繼Hermite -Gaussian和Laguerre -Gaussian模之后的第三個完整的近軸波動方程精確正交解族。Ince-Gaussian模有不同的橫斷面圖樣。本文遵循Chu等[Opt. Express 16, 19934-19949(2008)]的步驟，利用嵌入Dove棱鏡的非平衡Mach-Zehnder干涉儀模擬了基于Ince-Gaussian
任務(wù)描述
Ince-Gaussian模是近軸波動方程的第三個完整的精確和正交解族，與Hermite-Gaussian模和Laguerre-Gaussian模并列。由于高斯模式具有多樣的橫向模式。在本文件中，按照Chu等人[Opt.Express 16，19934-19949（2008）]的步驟，使用
摘要
Ince-Gaussian模是近軸波動方程的第三個完整的精確和正交解族，與Hermite-Gaussian模和Laguerre-Gaussian模并列。由于高斯模式具有多樣的橫向模式。在本文件中，按照Chu等人[Opt.Express 16，19934-19949（2008）]的步驟，使用Dove棱鏡嵌入非平衡馬赫-曾德爾干涉儀來模擬基于
摘要：渦旋光束因攜帶軌道角動量(OAM)在光通信、量子信息及超分辨顯微等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，但其傳統(tǒng)生成方法依賴體光學(xué)元件，存在體積大、效率低等問題?；诔砻娴臏u旋超透鏡通過亞波長結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)波前相位調(diào)控，兼具緊湊性與高性能優(yōu)勢。本文基于Lumerical FDTD仿真平臺，設(shè)計了一種高效生成拓?fù)潆姾蓴?shù)可調(diào)的渦旋超透鏡。在設(shè)計原理上，通過幾何相位(PB相位)結(jié)合傳播相位聯(lián)合調(diào)控，利用二氧化鈦(TiO2
激光二極管準(zhǔn)直鏡案例分析
簡介
激光二極管因發(fā)射面物理尺寸限制，輸出光束發(fā)散角較大，嚴(yán)重制約其在激光測距、光通信等需遠(yuǎn)距離傳輸或精確聚焦場景的應(yīng)用。本項(xiàng)目旨在通過 OAS 光學(xué)軟件構(gòu)建仿真模型，設(shè)計一款適配 0.635μm 波長的準(zhǔn)直鏡系統(tǒng)，將發(fā)散光束轉(zhuǎn)換為平行光束，核心指標(biāo)為降低遠(yuǎn)場發(fā)散角以提升光束準(zhǔn)直性，為后續(xù)工業(yè)應(yīng)用提供光學(xué)設(shè)計依據(jù)。
案例設(shè)置與操作
剪切干涉案例分析
簡介
剪切干涉技術(shù)作為波前檢測領(lǐng)域的關(guān)鍵手段，憑借無需參考光路、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，在高精度光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)、激光光束質(zhì)量評估及微納結(jié)構(gòu)檢測中占據(jù)重要地位。OAS 光學(xué)軟件作為集成化的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與仿真平臺，可通過三維建模、光線追跡及物理光學(xué)分析等功能，實(shí)現(xiàn)剪切干涉過程的全流程化模擬，為技術(shù)方案驗(yàn)證與參數(shù)優(yōu)化提供高效解決方案。
案例設(shè)置與操作
摘要
Ince-Gaussian模是近軸波動方程的第三個完整的精確和正交解族，與Hermite-Gaussian模和Laguerre-Gaussian模并列。由于高斯模式具有多樣的橫向模式。在本文件中，按照Chu等人[Opt.Express 16，19934-19949（2008）]的步驟，使用Dove棱鏡嵌入非平衡馬赫-曾德爾干涉儀來模擬基于Ince-Gaussian模式的渦旋陣列激光束的產(chǎn)生
comsol仿真高斯光經(jīng)過渦旋板變成渦旋光，其中渦旋板的建模要動點(diǎn)腦子
comsol模型在下面的付費(fèi)內(nèi)容中
