【正文】 tAmeur, “Simple interferometric technique for generation of a radially polarized light beam”, J. Opt. Soc. Am. A /Vol. 22, No. 5 ,984991,May (2005).5. Yuichi Kozawa and Shunichi Sato，“Generation of a radially polarized laser beam by use of a conical Brewster prism”， Vol. 30, No. 22 / OPTICS LETTERS,30633065, (2005) 6. Ze’ev Bomzon, Gabriel Biener, Vladimir Kleiner, and Erez Hasman，“Radially and azimuthally polarized beams generated by spacevariant dielectric subwavelength gratings”， Vol. 27, No. 5 / OPTICS LETTERS,285287, (2002)7. W. Chen and Q. Zhan, “Threedimensional focus shaping with cylindricalvector beams,” Opt. , 411–417 (2006) and Uriel Levy,“Effect of radial polarization and apodization on spot size under tight focusing conditions”,OPTICS EXPRESS, ,45674581,(2008)9. V. G. Niziev and A. V. Nesterov, “Influence of beam polarization on laser cutting efficiency,” J. Phys. D32, 1455–1461 ,(1999).10. M. Meier, V. Romano, and T. Feurer, “Material processing with pulsedradially and azimuthally polarized laser radiation,” Appl. Phys. A86, 329–334 (2007).11. D. P. Biss, K. S. Youngworth, and T. G. Brown, “Darkfield imaging with cylindricalvector beams,” Appl. , 470–479 (2006).12. A. E. Siegman，“Wow to (Maybe) Measure Laser Beam Quality”，OSA TOPS Vol. 17, (1998)，陸璇輝，“高斯光束焦深研究”，應(yīng)用激光，19卷，第1期,(1992)，魯擁華，王沛， “徑向偏振光聚焦光斑研究”，光學(xué)學(xué)報(bào)，12期,(2010)。由此，我們可以預(yù)見到，隨著柱矢量偏振光（徑向偏振光）的產(chǎn)生方法越來越便捷和多樣，柱矢量偏振光（徑向偏振光）將會(huì)在更多更有趣的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。同時(shí)，柱矢量偏振光在非線性材料中的特性也被納入研究項(xiàng)目中，我們期待它可以減少信號(hào)調(diào)制過程中的不穩(wěn)定因素。緊聚焦場(chǎng)的高縱向分量、多變聚焦光斑、極限光斑尺寸在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。圖412 一個(gè)徑向偏振光暗域成像示例[11] 圖413 暗域成像的光學(xué)系統(tǒng)示意圖[11]5 總 結(jié)在上述介紹中，我們先是指出了徑向偏振光的基礎(chǔ)特性在現(xiàn)代工業(yè)中極具誘惑力的獨(dú)特特性；進(jìn)而給出了這些特性的數(shù)學(xué)模型；其后又對(duì)每一特性給出了較為具體的圖示表達(dá)（包括偏振軸對(duì)稱性、緊聚焦特性等）。光學(xué)是一個(gè)專用的實(shí)驗(yàn)用成像光纖，它的直徑7um對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)為800nm的輸入光。激光束已經(jīng)被干涉轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為徑向偏振光。圖411 照射一個(gè)平面（a）和一個(gè)邊緣（b）后的光照度分布[11]圖412中展示了一個(gè)用徑向偏振光照射獲得的暗域成像圖與樣品正常光照下的圖的對(duì)比。 據(jù)我們目前對(duì)于徑向偏振光的了解，我們發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的共焦顯微鏡裝置下，徑向偏振光提供了一個(gè)極佳的暗域成像光源。圖410展示了緊聚焦徑向偏振光在銀薄膜表面產(chǎn)生等離子體的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。比如，在一個(gè)衰減的全反射結(jié)構(gòu)中，只有p方向的偏振可以激發(fā)SPR。在平板印刷中，應(yīng)用等離子體刻蝕可以得到更小的印刷圖案。結(jié)合之前所說的內(nèi)容，徑向偏振光相比于角向偏振光和圓偏振光有著更優(yōu)異的切割效率是有確鑿證據(jù)的。1,3是圓偏振光的切割輪廓。因而，在最開始的時(shí)候，徑向偏振光的打孔速度快于角向偏振光，而當(dāng)切割壁的吸收逐漸占據(jù)主要地位后，角向偏振光的打孔效率相比于徑向偏振光來說更高[10]。在考慮激光切割中，多重反射和波導(dǎo)的影響都是復(fù)雜的。對(duì)于角向偏振光，它的能量吸收密度的最大處位于切割槽的中心。從圖46中我們觀察到，如果入射光是徑向偏振光，那么在切割面的任一點(diǎn)上，入射光都是屬于Ｐ波，也就是說徑向偏振光的偏振方向始終能夠與切割方向保持一致。（）式中的k有以下形式： （）其中c,ρ,u分別是比熱容、材料密度、融化材料時(shí)的熱量，T1和T0分別是初始溫度和材料融化時(shí)的溫度。切割平面上任意有恒態(tài)能量的點(diǎn)都滿足以下形式： （）其中，是在運(yùn)動(dòng)方向上被去除材料的速度，P是被吸收的能量密度。當(dāng)h/d=10時(shí)，光輻射和材料之間的相互作用時(shí)的角度都接近P波最佳吸收角。此時(shí)我們考慮h/d =10。值得注意的是，激光加工的效率極依賴于光束的偏振模式。從左上開始分別0, 徑向偏振光在激光切割中的應(yīng)用[9][10]激光加工已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在切割、打孔、融敷中，是加工業(yè)中增長(zhǎng)速度最快的眾多模塊之一。圖45中我們演示了光學(xué)鏈一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程。 操縱光學(xué)鏈運(yùn)動(dòng)的方法與傳統(tǒng)方法是相近的。大多數(shù)現(xiàn)有的光鑷子都在使用中心強(qiáng)度最大的高斯光束。一般地，這種梯度力可以描述為如下： （）這里R是粒子的尺寸，c是真空中的光速，▽I為光強(qiáng)度的梯度，ε1是環(huán)境的電介質(zhì)常數(shù)，ε2是粒子的電介質(zhì)常數(shù)。 (a) (b) (c) (d)圖44 三維光學(xué)鏈的場(chǎng)分布，總場(chǎng)分布（a），縱向場(chǎng)分布（b），橫向場(chǎng)分布(c)，縱向一維場(chǎng)分布（d） 光學(xué)鏈用于捕捉和操縱微粒子[3]光學(xué)鑷子是應(yīng)用緊密的聚焦激光光束誘捕和操縱微小粒子的一種光學(xué)技術(shù)。因?yàn)椋诰o聚焦?fàn)顩r下，不同部分的入射徑向偏振光在焦點(diǎn)附近的光軸上彼此干涉，形成了特殊的場(chǎng)分布。 此時(shí)，我們?cè)O(shè)定T1=T3=1，T2=0。 （）圖42 緊聚焦經(jīng)衍射器件調(diào)制后的徑向偏振光的光學(xué)體統(tǒng)[7]通過計(jì)算機(jī)模擬我們得到了光學(xué)泡的二維橫向光場(chǎng)分布、二維縱向場(chǎng)以及二維總場(chǎng)分布圖，并在圖43（a）、(b)、(c)中分別作了展示。聚焦平面上的總場(chǎng)可以表示為：E=E1E2+E3。圖42中展示的是一個(gè)用以聚焦徑向偏振光獲得一個(gè)三維光學(xué)泡的光學(xué)系統(tǒng)。這些現(xiàn)象可以通過光學(xué)衍射器件得到更多的應(yīng)用。據(jù)我們現(xiàn)有的知識(shí)，僅僅捕捉單一微粒子遠(yuǎn)不能滿足人們探索微觀世界時(shí)的技術(shù)要求。比如，人們嘗試運(yùn)用這種技術(shù)解開DNA的凝旋。下面我們就簡(jiǎn)單地介紹一些徑向偏振光的實(shí)際應(yīng)用。 圖311不同取值下輸出光偏振示意[6] 圖312 各個(gè)輸出光場(chǎng)分布側(cè)面輪廓[6]4 徑向偏振光的應(yīng)用前面我們提到，徑向偏振光兩個(gè)最顯著的特性是軸向中心對(duì)稱性和優(yōu)秀的緊聚焦特性。圖311展了不同的ld取值下得到的徑向偏振光模型。我們定義拓?fù)銹ancharatnam變化為。 我們進(jìn)一步關(guān)注到光柵更為完整的偏振和位相變化。圖310（a）展示了我們預(yù)期的光柵結(jié)構(gòu)。 假設(shè)我們希望可以利用一個(gè)空間變換1/4波片將一個(gè)右旋的圓偏振光轉(zhuǎn)換為一個(gè)徑向偏振光。因而，在理論上，我們可以通過操作光柵的結(jié)構(gòu)調(diào)制出任意的光柵模式。在這些奇異點(diǎn)中，擁有螺旋形位相分布的漩渦奇異變化是很經(jīng)典的一種模式。實(shí)心圓點(diǎn)代表了徑向偏振光。我們可以得到如圖39所示的徑向偏振光和角向偏振光的損耗對(duì)比。對(duì)K進(jìn)行對(duì)角化變換，我們就可以得到特征矢量Un和уn。我們考慮如圖37所示的平凹腔。因?yàn)檫@些特殊的效應(yīng)，徑向偏振光和角向偏振光有兩個(gè)不同的聚焦焦點(diǎn)。在布魯斯特條件下。兩個(gè)棱鏡的頂角的取值由入射光的布魯斯特角決定。兩個(gè)棱鏡中的凸棱鏡，它的側(cè)面涂覆了七層交替的Ta2O5和SiO2薄層。，我們可以看出徑向偏振光在自由空間中傳播時(shí)它的偏振特性是不會(huì)改變的?；谇粌?nèi)熱致雙折射晶體的熱透鏡效應(yīng)以及徑向偏振光和角向偏振光不同的聚焦深度，我們可以在腔內(nèi)對(duì)經(jīng)錐形布魯斯特棱鏡產(chǎn)生的偏振模式進(jìn)行選擇，并得非常理想的激光輸出。很多產(chǎn)生的方法都極依賴于干涉儀的準(zhǔn)確度，同時(shí)這些方法提供的激光功率都是很低。從圖35中我們也看到，隨著傳輸距離的增大，光束半徑也在增大。每個(gè)網(wǎng)格的上的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)度與理論場(chǎng)強(qiáng)度都做了對(duì)比，也即存在一個(gè)振幅差。從圖中我們看到，近場(chǎng)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)相比理想場(chǎng)多出一些波動(dòng)成分，隨著距離的增大，兩個(gè)場(chǎng)輪廓的近似度不斷地趨近又遠(yuǎn)離；同時(shí)場(chǎng)的半徑也隨著距離的增大而增大。VD，可變延遲器。一束從Nd:YVO4激光器中輸出的激光首先被小孔過濾，然后才進(jìn)入到干涉儀中。在后面的結(jié)果中我們看到，光程的大小對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有很大的影響，因而我們需要找到最合適的光程值。如果我們考慮觀察點(diǎn)P到傳播軸z軸的距離很小，那么（）中的一項(xiàng)可以有以下近似： 在分母上； 在分子上； 圖34展示了利用兩束偏振正交光相干疊加產(chǎn)生徑向偏振光的實(shí)驗(yàn)裝置。這個(gè)衍射器件的圖示在圖33中得到了展示，其透過比分布為：