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本文以矢量偏振光束通過高數值孔徑物鏡的衍射為例，基于矢量衍射理論和MATLAB模擬仿真展示偏振態對光場傳播過程和聚焦光場的影響。首先根據矢量衍射理論推導了聚焦場分布積分表示；然后借助MATLAB仿真給出了矢量偏振光束入射情況下聚焦光場分布；最后通過與常見的線偏振光和圓偏振光對比，對矢量偏振光束聚焦場分布進行了分析和總結。

建模任務建模任務空間光調制器的功能±1級衍射的單獨建模 生成的矢量光束(φ0 = 0°)生成的矢量光束(φ0 = 45°)生成的矢量光束(φ0 = 90°)生成的矢量光束(φ0 = 135°)生成的矢量光束及對比

建模任務 建模任務 空間光調制器的功能 ±1級衍射的單獨建模 生成的矢量光束(φ0 = 0°) 生成的矢量光束(φ0 = 45°) 生成的矢量光束(φ0 = 90°) 生成的矢量光束(φ0 = 135°) 生成的矢量光束及對比

在之前第15篇推送中，介紹了徑向偏振光和角向偏振光經過透鏡聚焦后的光場，當時是正好有文獻推導公式，但是倘若沒有現成的文獻推導呢？那就得自己慢慢在草稿紙上推導。實驗中最常用的光源是線偏振高斯光，所以后來我慢慢推導了線偏振高斯光經過透鏡聚焦后的光場，并用comsol仿真出來。這個聚焦光場的仿真其實難度還挺大的，并不easy。

關鍵詞：MATLAB，FDTD，圓艾里光束，光束設計，光學力圓艾里光束是一種具有獨特物理特性的矢量光束，具備非衍射、自加速及相位自愈等顯著優勢，在微納顆粒操控、生物醫學檢測、光鑷技術及微納器件制備領域應用潛力突出。本設計運用 MATLAB對光場設計，FDTD光場建模獲得光場平面，并添加微納顆粒，在不同傳播平面測量顆粒光學力分布以及光勢阱。

用消球差透鏡對各種偏振光束進行深聚焦 VirtualLab Fusion中的消球差透鏡模型，為分析具有不同形狀孔徑的各種偏振矢量場的聚焦效果，提供了一種簡便的方法。

摘要 了解高NA物鏡的焦點附近的矢量電場分布對顯微鏡、光鑷、激光加工等應用是非常重要的。高NA物鏡通常被認為是消球差透鏡。 通過VirtualLab Fusion中消球差透鏡，我們展示了如線性、圓形和徑向偏振光束等各種偏振光束的聚焦。 我們研究了關于不同形狀的孔徑的聚焦場，例如圓形和環形孔徑。

概述當一束強激光入射到介質中后，由于強光場與介質的非線性作用，使得介質的線性折射率上會疊加與入射光強相關的非線性折射率。當入射光束的光強呈現空間上的非均勻分布時，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經歷的光程長度不同，即介質對入射光束的作用等價于光學透鏡，從而導致光束的自行聚焦效果。

摘要 了解高NA物鏡的焦點附近的矢量電場分布對顯微鏡、光鑷、激光加工等應用是非常重要的。高NA物鏡通常被認為是消球差透鏡。 通過VirtualLab Fusion中消球差透鏡，我們展示了如線性、圓形和徑向偏振光束等各種偏振光束的聚焦。 我們研究了關于不同形狀的孔徑的聚焦場，例如圓形和環形孔徑。

用消球差透鏡對各種偏振光束進行深聚焦 如何將光聚焦到一個越來越小的光斑上，是光學領域中一直存在的問題，特別是最近，已發展出各種旨在深聚焦光的方法。研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。

尤其對準直光學系統在孔徑處的光束切趾的影響進行了研究? BDS.0002和BDS.0003 探究的是光的聚焦。2. 參數：非準直入射激光束3. 參數：準直物鏡概述應用示例詳細內容 仿真&結果 1. 光線追擊仿真起始點2. 光線追跡：激光束仿真3. 利用光線追跡進行第一次系統評估4.

概述 當一束強激光入射到介質中后，由于強光場與介質的非線性作用，使得介質的線性折射率上會疊加與入射光強相關的非線性折射率。當入射光束的光強呈現空間上的非均勻分布時，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經歷的光程長度不同，即介質對入射光束的作用等價于光學透鏡，從而導致光束的自行聚焦效果。

概述 當一束強激光入射到介質中后，由于強光場與介質的非線性作用，使得介質的線性折射率上會疊加與入射光強相關的非線性折射率。當入射光束的光強呈現空間上的非均勻分布時，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經歷的光程長度不同，即介質對入射光束的作用等價于光學透鏡，從而導致光束的自行聚焦效果。

概述 當一束強激光入射到介質中后，由于強光場與介質的非線性作用，使得介質的線性折射率上會疊加與入射光強相關的非線性折射率。當入射光束的光強呈現空間上的非均勻分布時，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經歷的光程長度不同，即介質對入射光束的作用等價于光學透鏡，從而導致光束的自行聚焦效果。

因此，在聚焦模擬中考慮光的矢量性質是非常重要的。 VirtualLab非常容易支持這種鏡頭的光線和光場追跡分析。 通過光場追跡，可以清楚地展示不對稱焦斑，這源于矢量效應。 照相機探測器和電磁場探測器為聚焦區域的研究提供了充分的靈活性，并且可以深入了解矢量效應。

■ 相干場重新采樣對標量場在空間上重新采樣可以避免相干光的錯誤和表面的采樣不足。■ 相干場分析顯示標量或極化矢量場的幅度、能量、相位和波前圖。■ 波前計算具有Zernike分解能力的波前分析和繪圖。■ 部分相干性對于特定的應用，可以執行部分相干光源和分析。

了解高NA物鏡的焦點附近的矢量電場分布對顯微鏡、光鑷、激光加工等應用是非常重要的。高NA物鏡通常被認為是消球差透鏡。 通過VirtualLab Fusion中消球差透鏡，我們展示了如線性、圓形和徑向偏振光束等各種偏振光束的聚焦。 我們研究了關于不同形狀的孔徑的聚焦場，例如圓形和環形孔徑。

如何將光聚焦到一個越來越小的光斑上，是光學領域中一直存在的問題，特別是最近，已發展出各種旨在深聚焦光的方法。研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。我們使用VirtualLab Fusion軟件演示了不同偏振態(如徑向)和孔徑形狀(如環形)對聚焦區域電磁場的影響，這種分析既可以用理想透鏡，也可以用具有明確結構和材料信息的真實透鏡進行。

但當數值孔徑不斷增大，光線入射角顯著提升，縱向場分量增強，偏振與矢量效應變得不可忽略，傳統方法往往會低估焦斑結構的復雜性。例如，在高NA聚焦條件下，不同偏振態會導致焦平面能量分布明顯變化，甚至影響主瓣尺寸和旁瓣對比度。此時，采用更嚴格的矢量傳播模型就顯得非常必要。建模任務：如圖1所示為高NA系統，入射光為266.08mm的平面波，光束直徑3mm，x偏振。

在這種情況下，位移場用外加電場的函數表示，如下所示: 其中，E 是施加的電場矢量，P 是極化矢量， 是真空介電常數， 是各向同性磁化率。