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柱矢量涡旋光束自由空间传输角动量特性研究

目录

柱矢量涡旋光束自由空间传输角动量特性研究（1）．．．．．．．．．．．．．．3

研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1光束传输技术发展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2柱矢量涡旋光束的研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3自由空间传输角动量特性研究的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

柱矢量涡旋光束理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1柱矢量光束的数学描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2涡旋光束的特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.3角动量与轨道角动量的关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

柱矢量涡旋光束的自由空间传输特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1光束传输过程中的波动方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.2角动量守恒定律在光束传输中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.3自由空间传输过程中光束的演化和衰变．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

传输效率与模式耦合研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

4.1传输效率的影响因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

4.2模式耦合对光束传输的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

4.3优化传输效率的策略探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

实验研究与数值模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

5.1实验装置与光束产生．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

5.2自由空间传输实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

5.3数值模拟方法与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

柱矢量涡旋光束在应用领域的探索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

6.1在光学通信中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

6.2在光学存储中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

6.3在光学传感中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

总结与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

7.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

7.2存在的问题与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

7.3未来研究方向展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

柱矢量涡旋光束自由空间传输角动量特性研究（2）．．．．．．．．．．．．．33

内容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

1.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

柱矢量涡旋光束的基本理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

2.1柱矢量涡旋光束的定义与特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

2.2涡旋光束的产生与调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

2.3角动量的概念及其在光学传输中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

自由空间传输特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.1光束在自由空间中的传输模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.2轴向与横向角