宽波带矢量光场调控：全晶体型光瞳滤波器设计

"基于矢量光场调控的宽波带全晶体型光瞳滤波器是一种光学器件，设计用于在宽波长范围内控制矢量光场。该滤波器采用复合波片消色差设计，由三片具有同心分区环带的复合延迟波片组成，每个分区具有独特的方位角和环带参数，相邻环带光轴垂直。在轴对称偏振矢量光场的照射下，通过调整滤波器的方位角，可以在550~650纳米的波长区间内实现轴向焦深的扩展、横向压缩的光针场以及衍射受限的三维光管场。这一设计在100纳米的波段内有效，对于矢量光场的聚焦理论发展和宽波带光场应用的拓展具有重大意义。" 本文的研究重点在于开发一种全新的全晶体型光瞳滤波器，其设计原理是结合了复合波片的消色差特性与大数值孔径的矢量光场聚焦理论。中心波长设定为600纳米，目标是在宽波带范围内实现矢量光场的高效调控。滤波器由三片结构特殊的复合延迟波片构成，每一片都有不同的方位角和环带参数，这样的设计有助于消除色散效应，确保在不同波长下的性能稳定性。 关键创新点在于，当轴对称偏振矢量光束通过这种滤波器并聚焦时，可以在550至650纳米的宽波长范围内产生一系列独特的光场效果。这些效果包括轴向焦深的增加，这意味着焦点区域在轴向上有更长的深度，从而增加了聚焦光束的容错空间；同时，横向的光束被压缩形成光针场，这是一种高度集中且宽度极小的光束，适用于精密加工或高密度信息存储；此外，还能得到衍射受限的三维光管场，这种场的特点是保持高空间分辨率的同时具有三维的扩展性，这对于光学成像和光学陷阱等领域有着潜在的应用价值。 该研究工作强调了这种新型光瞳滤波器在100纳米波段内的宽波带矢量光场调控能力，这为后续研究提供了新的理论基础和技术手段，尤其是在光束操控、光学信息处理、非线性光学以及生物医学成像等领域，都可能因为这种滤波器的出现而得到显著的技术提升。因此，这项工作不仅对光学器件的设计有重要贡献，也对整个光学科学领域的发展具有深远影响。