Self-reconstruction of high-order Bessel beams generated by green LED light source

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SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica, Volume 45, Issue 1: 014202(2015) https://doi.org/10.1360/SSPMA2014-00110

Self-reconstruction of high-order Bessel beams generated by green LED light source

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  • ReceivedApr 23, 2013
  • AcceptedJun 18, 2014
  • PublishedJan 4, 2015
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Abstract

基于Hankel波理论分析了非相干光源产生高阶Bessel光束的自再现的可能性, 利用交叉谱密度公式模拟了非相干绿光LED光源产生的一阶Bessel光束经过轴上圆形障碍物后的自再现光场分布, 实验上通过由绿光LED发出的光场经过螺旋相位板和轴棱锥后产生一阶Bessel光束, 并在光轴上放置圆形障碍物、方形障碍物来验证非相干光源产生的高阶Bessel光束的自再现特性, 实验结果和理论模拟基本吻合, 研究结果对于利用非相干光源实现多点光捕获和微粒操控有重要参考价值.


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国家自然科学基金(61178015)

福建省自然科学基金资助项目(2012J01278)


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  • 图1

    绿光LED产生高阶 Bessel光束自再现几何光路图

  • 图2

    绿光LED光谱特性图

  • 图3

    (网络版彩图 )模拟所得绿光LED产生一阶Bessel光束遇到轴上障碍物后自再现光场分布图(a) z=75 mm; (b) 在z=75 mm处放置障碍物; (c) z=87.5 mm; (d) z=100 mm; (e) z=120 mm

  • 图4

    (网络版彩图 )改变轴棱锥与障碍物距离后模拟所得障碍物后不同距离处一阶Bessel光束自再现径向光强

  • 图5

    (网络版彩图 )绿光LED产生高阶 Bessel自再现的实验装置图

  • 图6

    (网络版彩图) 实验拍摄轴上圆形障碍物不同距离处截面光强和径向光强 (a) z=75 mm; (b) 在z=75 mm处放置圆形障碍物; (c) z=87.5 mm; (d) z=100 mm; (e) z=120 mm; (f) z=150 mm; (g) z=190 mm

  • 图7

    (网络版彩图 )实验拍摄完全相干一阶 Bessel光自再现的不同距离处的截面光强及径向光强(a) z=75 mm; (b)在z=75 mm处放置圆形障碍物; (c) z=85 mm; (d) z=100 mm; (e) z=120 mm; (f) z=190 mm; (g) z=270 mm

  • 图8

    (网络版彩图 )改变障碍物与轴棱锥的距离后障碍物后一阶 Bessel光束自再现截面光强和径向光强(a) z=60 mm; (b) 在z=60 mm处放置圆形障碍物; (c) z=72.5 mm; (d) z=85 mm; (e) z=105 mm; (f) z=95 mm; (g) 在 z=95 mm处放置圆形障碍物; (h) z=107.5 mm; (i) z=120 mm; (j) z=140 mm

  • 图9

    (网络版彩图 )实验拍摄轴上方形障碍物不同距离处截面光强(a) z=75 mm; (b) 在z=75 mm处放置方形障碍物; (c) z=85 mm; (d) z=105 mm; (e) z=120 mm

  •    绿光光谱中各个波长对应的相对光强

    波长l (nm)

    相对强度

    波长l (nm)

    相对强度

    486

    0.045

    536

    0.702

    491

    0.084

    541

    0.558

    496

    0.153

    546

    0.431

    501

    0.270

    551

    0.316

    506

    0.444

    556

    0.237

    511

    0.666

    561

    0.175

    516

    0.876

    566

    0.130

    521

    0.994

    571

    0.095

    526

    0.978

    576

    0.07

    531

    0.859

    581

    0.051

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