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通过偏振整形控制瓶状空心光束的产生
摘要： 我们提出一种通过在紧聚焦系统中调控入射场偏振态来产生瓶状空心（BH）光束的方法。通过定制入射场的方位角与径向偏振指数，可在焦点附近生成光学BH场。计算表明：光束长度和直径主要受径向偏振指数影响，而方位角指数则显著调控空心区域的宽度。由此实现了全光控可调谐BH光束。该生成的BH光束可应用于光学镊子领域。
关键词： 衍射光学、奇点光学、偏振、传播
更新于2025-09-23 15:23:52
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深度混合散射图像学习
摘要： 经过良好训练的深度神经网络被证实具备同步复原两类图像的能力——这两类图像分别受到两种不同散射介质的完全破坏。该基于U型网络架构的模型可通过混合斑点-参考图像对数据集进行训练。我们通过实验验证了该网络在重建经玻璃散射器或多模光纤强散射图像方面的强大能力。该学习模型还展现出良好的泛化性能，能有效重建与训练数据集存在差异的图像。本研究推动了光学传输领域的发展，并拓展了机器学习在光学领域的应用。
关键词： 图像处理、衍射光学、机器学习
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用衍射光学元件产生的拉盖尔-高斯与厄米-高斯软X射线态
摘要： 光携带角动量的能力是我们理解物理学和探测物质的关键所在。除自旋外，光子还能占据自由空间轨道角动量本征态?？杉夤斓澜嵌恳延τ糜诹孔有畔⑹笛椤⒊直媛氏晕⒕?、光学镊子以及向光学晶格中的原子转移角动量。软X射线轨道角动量的应用则因缺乏合适光学元件和相干X射线源的稀缺而进展缓慢，但其潜力在于可通过轨道角动量交换直接改变原子态，并为研究量子材料的电子特性提供新方法。我们已研制出能产生单拉盖尔-高斯模式（观测到每个光子携带高达30?角动量）或其叠加态的软X射线衍射光学元件，同时开发了厄米特-高斯衍射光学元件及软X射线轨道角动量分析仪。这些工具将有助于对磁性斯格明子等拓扑结构复杂的电子物质进行操控与精细表征。
关键词： 厄米-高斯模，衍射光学，拉盖尔-高斯模，软X射线，轨道角动量
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于晶体硅高对比度光栅的超表面偏转透射光束
摘要： 介电超表面因其在光学和红外波段实现高效波前控制的成功而迅速兴起并扩展。然而，现有器件要么采用硅等高折射率半导体在近红外波段工作，要么使用TiO?或Si?N?等低折射率介电材料在可见光波段运行以避免介电损耗。介电超表面似乎无法同时兼顾高折射率与高器件效率。本研究提出一种晶体硅超表面方案，可在短至532纳米的波长下高效调制透射光束。该超表面的单元结构由高对比度光栅（HCG）构成，能在薄膜中为圆偏振入射光提供完整的2π相位调控。HCG偏转器的实验表明，该器件可实现与透明材料器件相当的高偏转效率。我们的成果为可见光波段基于晶体硅的功能化透射光束提供了新范式。
关键词： 介电超表面、高对比度光栅、衍射光学、晶体硅
更新于2025-09-23 15:19:57
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生成具有不同光谱性能的自聚焦像差激光束
摘要： 我们提出一种基于衍射光学元件（DOE）设计的灵活方法，通过具有径向幂次q和周期性角度依赖sin(mφ)的独特相位透射率来生成不同波长的自聚焦像差激光束（ALBs）。ALBs的衍射图样强烈依赖于DOE中受控的周期性角度幂次相位。在自由空间传播过程中，不同波长的ALBs会转化为具有m阶对称性（m为奇数）和2m阶对称性（m为偶数）的不同光分布。ALBs展现出显著的长波长与短波长自聚焦特性差异。自由空间传播中光强分布的形成具有尖锐聚焦特征，该特征强烈依赖于径向幂次q。我们展示了红外、可见光和紫外波段的数值模拟结果。在λ=1064 nm波长下进行的实验测量结果与数值模拟结果高度吻合，从而验证了本方法的有效性。
关键词： 传播、激光束整形、衍射光学
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用针孔引导光
摘要： 本文提出了一种采用线性排列针孔的新型光波导?；∈笛榻峁牖诹橹誓Ｐ图扑愕睦砺墼げ饨辛硕员取８媚Ｐ驮げ猓捍瞬ǖ寄诠獠ǖ牡ノ怀ざ人鸷挠胝肟准渚嗟钠椒礁烧?。由于该波导无需透明材料，因此既能引导宽波长范围的电磁波，也可用于物质波等其他波型的传输。
关键词： 波导、原子光学、衍射光学
更新于2025-09-09 09:28:46