矢量偏振光束产生新方法 被引量：15

1

作者 黄妍 叶红安 +2 位作者 高来勖 张敏 刘书钢 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期17-20,共4页

为了解决现有矢量偏振光束(VPB)产生装置结构复杂、成本高等问题,提出了利用一种由多个线型偏振器件构成的同心圆环装置即显偏器(PAF)产生矢量偏振光束的新方法。基于显偏器的特殊结构特点,由LED光源输出的自然光束经显偏器,可产生角向... 为了解决现有矢量偏振光束(VPB)产生装置结构复杂、成本高等问题,提出了利用一种由多个线型偏振器件构成的同心圆环装置即显偏器(PAF)产生矢量偏振光束的新方法。基于显偏器的特殊结构特点,由LED光源输出的自然光束经显偏器,可产生角向偏振光束(APB),再经两个快轴成45°角的半波片可将角向偏振光束转换成径向偏振光束(RPB)。采用此方法获得的矢量偏振光束经线偏振片验证其光强分布情况,研究发现所得结果与已发表的实验结果相符,验证了该方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 物理光学 矢量偏振光束 显偏器 角向偏振光束 径向偏振光束

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连续相位滤波器缩小径向偏振光束焦斑 被引量：9

2

作者 陈慧芳 刘涛 张在宣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期224-228,共5页

基于矢量衍射理论,计算了径向偏振光束在焦点处光强分布。在径向偏振光束的聚焦过程中,焦斑大小主要取决于视场边缘的光线。根据这一特点,设计了以视场角正切值为自变量的连续型相位滤波函数。利用非线性规化算法,以缩小焦平面上横向宽... 基于矢量衍射理论,计算了径向偏振光束在焦点处光强分布。在径向偏振光束的聚焦过程中,焦斑大小主要取决于视场边缘的光线。根据这一特点,设计了以视场角正切值为自变量的连续型相位滤波函数。利用非线性规化算法,以缩小焦平面上横向宽度为目标,在不同的斯特尔比的约束条件下,优化得到一组相位滤波参数。计算结果表明,径向偏振光束通过此种相位滤波器再聚焦后,在保持相同斯特尔比的条件下,可获得更小的聚焦光斑。 展开更多

关键词 衍射 超分辨 相位滤波器 矢量衍射 径向偏振光束

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余弦型相位光瞳滤波器缩小径向偏振光焦斑 被引量：7

3

作者 郭玲 李劲松 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第12期72-76,共5页

基于矢量衍射理论,研究了连续型相位光瞳滤波器对径向偏振光束在焦点区域成像效果的影响。设计了一种余弦函数形式的连续相位型光瞳滤波器,实现了缩小径向偏振光束的横向焦斑。利用Matlab优化工具箱,以超分辨性能参数G为优化目标,以斯... 基于矢量衍射理论,研究了连续型相位光瞳滤波器对径向偏振光束在焦点区域成像效果的影响。设计了一种余弦函数形式的连续相位型光瞳滤波器,实现了缩小径向偏振光束的横向焦斑。利用Matlab优化工具箱,以超分辨性能参数G为优化目标,以斯特雷尔比S为约束条件,对余弦函数形式的连续相位型光瞳滤波器进行优化并给出了几组优化结果。优化结果表明所设计的余弦函数形式的连续相位型光瞳滤波器在数值孔径为0.8时对于缩小径向偏振光横向焦斑有明显的效果。关于此种连续相位光瞳滤波器的计算结果,对实际中制作相位光瞳滤波器有一定参考价值。 展开更多

关键词 图像处理 相位光瞳滤波器 超分辨 径向偏振光束 矢量衍射理论

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部分相干径向偏振旋转对称幂指数相位涡旋光束紧聚焦特性研究 被引量：5

4

作者 陈康 厉淑贞 +3 位作者 潘玉琪 张媚 杨咏琪 胡友友 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期175-184,共10页

研究了部分相干径向偏振旋转对称幂指数相位涡旋(RPEPV)光束,即径向偏振多高斯谢尔模RPEPV光束的紧聚焦特性。首先,建立了部分相干径向偏振RPEPV光束的理论模型,并基于RichardsWolf矢量衍射积分理论,研究了部分相干径向偏振RPEPV光束通... 研究了部分相干径向偏振旋转对称幂指数相位涡旋(RPEPV)光束,即径向偏振多高斯谢尔模RPEPV光束的紧聚焦特性。首先,建立了部分相干径向偏振RPEPV光束的理论模型,并基于RichardsWolf矢量衍射积分理论,研究了部分相干径向偏振RPEPV光束通过高数值孔径物镜后的紧聚焦模型,推导了光束在焦平面的交叉谱密度函数。然后,数值研究和分析了聚焦场的光斑强度、相干度和偏振度的分布特点。研究结果表明,改变光束阶数、拓扑荷数、幂指数和相干宽度等参数,可以获得包括高斯状、平顶状和多边形在内的多种形状的焦斑分布。 展开更多

关键词 物理光学 旋转对称幂指数相位涡旋光束 部分相干光束 径向偏振光束 紧聚焦特性

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基于Stokes矢量测量与干涉法的径向偏振光束重建（英文） 被引量：6

5

作者 詹翔空 李政勇 +3 位作者 张伊 王明宇 王海洋 吴重庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期140-145,共6页

随着光学操控技术的迅速发展,测量与重建径向偏振光束(RPB)成为迫切任务之一。利用一套石英旋光片组合,首先产生了RPB。借助计算机控制的CCD,对RPB的斯托克斯矢量场分布进行了测量,并获得其偏振态分布。结果表明:所产生的RPB归一化功率... 随着光学操控技术的迅速发展,测量与重建径向偏振光束(RPB)成为迫切任务之一。利用一套石英旋光片组合,首先产生了RPB。借助计算机控制的CCD,对RPB的斯托克斯矢量场分布进行了测量,并获得其偏振态分布。结果表明:所产生的RPB归一化功率偏差为0.054 8,偏振偏差为0.004 4。利用干涉仪,获得了RPB的相位分布,相邻断面间平均相位差为1.471。最后,通过偏振和相位信息的数据处理,成功重建了RPB的矢量场分布,并发现其拓扑荷在3左右。这些结论为实现精密量子调控与测量铺平了道路。 展开更多

关键词 径向偏振光束 斯托克斯矢量 干涉仪 光场重建

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径向偏振调制对聚焦光斑匀滑及偏振特性的影响 被引量：4

6

作者 任广森 孙全 +3 位作者 吴武明 宁禹 陈前荣 张文攀 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期103-108,共6页

基于标量衍射理论建立了光谱色散平滑(SSD)、随机相位板(RPP)和偏振匀滑(PS)联用的光束匀滑方案数值仿真模型。以斑纹对比度和偏振度为主要评价参量,利用该模型研究了径向偏振调制的匀滑及消偏振特性。研究表明,径向偏振调制可以有效降... 基于标量衍射理论建立了光谱色散平滑(SSD)、随机相位板(RPP)和偏振匀滑(PS)联用的光束匀滑方案数值仿真模型。以斑纹对比度和偏振度为主要评价参量,利用该模型研究了径向偏振调制的匀滑及消偏振特性。研究表明,径向偏振调制可以有效降低聚焦光斑斑纹对比度和偏振度。使用半波片拼接方式产生近似径向偏振光时,拼接单元数对匀滑及偏振特性影响较小,8片拼接的匀滑效果已与理想径向偏振光几乎一致。对比分析了径向偏振调制、正交偏振调制和双折射楔三种PS方式,结果表明,由于三种PS方式本质上的一致性,光束的匀滑及偏振特性差别较小。 展开更多

关键词 径向偏振光束 光束匀滑 偏振匀滑

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基于介质超表面的径向偏振贝塞尔透镜 被引量：2

7

作者 陈俊妍 张飞 +3 位作者 张明 蔡吉祥 欧奕 喻洪麟 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期20-29,共10页

本文提出了一种基于介质超表面的径向偏振贝塞尔透镜,它可以高效率地将线偏光转换为径向偏振光,并且同时实现贝塞尔聚焦。在线偏振光入射下,利用非对称光子自旋轨道相互作用对线偏振光左右旋分量进行独立调控,最后通过自旋重组同时实现... 本文提出了一种基于介质超表面的径向偏振贝塞尔透镜,它可以高效率地将线偏光转换为径向偏振光,并且同时实现贝塞尔聚焦。在线偏振光入射下,利用非对称光子自旋轨道相互作用对线偏振光左右旋分量进行独立调控,最后通过自旋重组同时实现偏振转换和波前调控。在波长为532 nm处,数值孔径NA=0.9,超透镜实现了超越衍射极限聚焦焦斑。该项研究在粒子加速和超分辨率成像方面具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 全介质超表面 径向偏振光束 贝塞尔无衍射光束

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基于径向偏振光束的微粒捕获与操控 被引量：1

8

作者 周哲海 张玉灵 祝连庆 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第7期1016-1022,共7页

因为空间变化的偏振分布及独特的聚焦特性,径向偏振光束在粒子捕获及操控方面有独特的应用价值。从理论和实验方面研究了基于径向偏振光束的微粒捕获与操控。首先,介绍了捕获力的计算方法,重点基于光线理论模型计算了径向偏振光束的轴... 因为空间变化的偏振分布及独特的聚焦特性,径向偏振光束在粒子捕获及操控方面有独特的应用价值。从理论和实验方面研究了基于径向偏振光束的微粒捕获与操控。首先,介绍了捕获力的计算方法,重点基于光线理论模型计算了径向偏振光束的轴向及横向捕获效率,并与切向偏振光和圆偏振光的捕获效率进行了比较;然后,基于倒置显微镜和空间光调制器搭建了光学捕获与操控系统,采用两种不同的成像物镜实现了对直径为10μm左右的酵母菌细胞及直径为1μm的苯乙烯小球的捕获和操控,根据预定的轨迹实现了粒子的稳定移动,体现了该类型光镊较为宽阔的应用前景;最后,简要分析了影响粒子捕获及操控的若干因素,为系统改进提供了指导意见。 展开更多

关键词 光镊 径向偏振光束 捕获力 几何光线模型

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径向偏振螺旋贝塞尔光束的传输特性及其自重建 被引量：1

9

作者 胡汉青 吴逢铁 +1 位作者 胡润 杨艳飞 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期25-31,共7页

基于广义惠更斯-菲涅尔衍射理论,导出径向偏振螺旋贝塞尔光束的光场表达式,研究了该光束的传输特性和传输过程中光束偏振态的变化,及其通过扇形障碍物后的自重建特性.理论分析和数值计算发现:径向偏振螺旋贝塞尔光束在自由空间传输时,... 基于广义惠更斯-菲涅尔衍射理论,导出径向偏振螺旋贝塞尔光束的光场表达式,研究了该光束的传输特性和传输过程中光束偏振态的变化,及其通过扇形障碍物后的自重建特性.理论分析和数值计算发现:径向偏振螺旋贝塞尔光束在自由空间传输时,在一定传输区域内,光束以空心光束的形态绕光轴做离轴螺旋传输,光束的发散角为零并一直保持着径向偏振的特性;在光束的自重建过程中,始终保持离轴螺旋传输特性,随着传输距离的增加,原本在遮挡区域消失的能量,被逐渐衍射至障碍物遮挡区域的相反位置. 展开更多

关键词 物理光学 数值模拟与分析 衍射理论 径向偏振光束 螺旋贝塞尔光束 自重建

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径向偏振光束的聚焦整形及应用研究 被引量：1

10

作者 周哲海 张晓青 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2011年第3期44-48,共5页

针对径向偏振光束进行聚焦整形的问题,通过调整入射光束的参数、透镜的数值孔径以及衍射光学元件的结构,对调控光束聚焦场的强度分布进行了理论分析,提出了一种利用衍射光学元件对径向偏振光束进行聚焦整形的方法。结合实际应用的需求,... 针对径向偏振光束进行聚焦整形的问题,通过调整入射光束的参数、透镜的数值孔径以及衍射光学元件的结构,对调控光束聚焦场的强度分布进行了理论分析,提出了一种利用衍射光学元件对径向偏振光束进行聚焦整形的方法。结合实际应用的需求,设计了2种衍射光学元件,实现了超小光斑及长焦深和光链结构的聚焦场分布。数值模拟结果证实了设计的合理性。 展开更多

关键词 聚焦整形 衍射光学元件 径向偏振光束 长焦深 光学捕获

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大气通信中部分相干径向偏振光束的束宽展宽和角扩展研究

11

作者 陈顺意 丁攀峰(指导) 蒲继雄 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第8期69-75,共7页

根据广义惠更斯-菲涅耳原理及交叉谱密度矩阵推导出部分相干径向偏振光束及高斯光束在大气通信中二阶矩束宽的解析表达式,同时通过对比大气湍流强度、相干长度及光源波长对两种光束在大气通信中束宽展宽及角扩展的影响,说明部分相干径... 根据广义惠更斯-菲涅耳原理及交叉谱密度矩阵推导出部分相干径向偏振光束及高斯光束在大气通信中二阶矩束宽的解析表达式,同时通过对比大气湍流强度、相干长度及光源波长对两种光束在大气通信中束宽展宽及角扩展的影响,说明部分相干径向偏振光束在大气通信中更具优越性。研究表明,部分相干径向偏振光束及高斯光束在大气湍流中的传输都满足如下规律:大气湍流强度越大,则束宽展宽越大,角扩展越大;光源相干长度越大,则光束受大气湍流的影响越大,角扩展越小;光源波长越长,光束受大气湍流的影响越小,角扩展越大。但大气湍流强度、光源相干长度及波长三方面对部分相干径向偏振光束束宽展宽的影响远小于其对高斯光束束宽展宽的影响,即同一参数下,高斯光束束宽展宽远大于部分相干径向偏振光束束宽展宽。此外,高斯光束的角扩展不仅与上述三参量有关,还受其光束束腰宽度影响,而光束的束腰宽度对部分相干径向偏振光束的角扩展并不产生影响。以上结论表明部分相干径向偏振光束相对于高斯光束更有利于在大气湍流中传输,同时关于大气湍流强度、光源相干长度及波长三参量的研究,对于部分相干径向偏振光束在大气光通信中的应用具有指导作用。 展开更多

关键词 大气通信 束宽展宽及角扩展 二阶矩束宽 径向偏振光束

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高度聚焦系统中径向偏振光束强焦斑消失

12

作者 付锐 高秀敏 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2012年第4期57-60,共4页

该文通过与线性偏振光束图形比较,研究径向偏振光束的横向焦斑尺寸的大小。入射光圈是内径可调的光圈。即使只考虑纵向场分量,径向偏振光束焦斑尺寸也可能比在同一个横向的线性偏振光束大。随着数值孔径和环形光圈内径的增大,焦斑尺寸... 该文通过与线性偏振光束图形比较,研究径向偏振光束的横向焦斑尺寸的大小。入射光圈是内径可调的光圈。即使只考虑纵向场分量,径向偏振光束焦斑尺寸也可能比在同一个横向的线性偏振光束大。随着数值孔径和环形光圈内径的增大,焦斑尺寸会明显变大,在这个范围内,径向偏振光束纵向场分量优于横向的线性偏振光束纵向场分量。因此,对于横向强聚焦,线性偏振光束优于径向偏振光束。 展开更多

关键词 聚焦特性 径向偏振光束 矢量衍射理论

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径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束的模拟研究（英文）

13

作者 胡汉青 吴逢铁 +4 位作者 胡润 杨艳飞 李建鹏 邱伟彬 陈婧 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期26-34,共9页

基于交叉谱密度函数以及相干偏振统一理论,导出径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束的光场表达式,研究了该光束的传输特性.通过理论分析和数值计算可知,径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束在自由空间传输时,光束以固定的螺旋半径进行螺旋传输.... 基于交叉谱密度函数以及相干偏振统一理论,导出径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束的光场表达式,研究了该光束的传输特性.通过理论分析和数值计算可知,径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束在自由空间传输时,光束以固定的螺旋半径进行螺旋传输.且在传输过程中,光束逐渐由螺旋空心光束演变为螺旋高斯光束,这一过程所需的传输距离与相干长度有关.该光束的偏振角和偏振度都会受到螺旋半径和传输距离的影响,同时,相干长度的变化也会影响偏振度的分布.而相干长度,传输距离和螺旋半径的改变并不会影响光束的偏振椭圆率的分布. 展开更多

关键词 径向偏振光束 部分相干光 螺旋贝塞尔光束 偏振度

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大气湍流中部分相干径向偏振光束的光斑及偏振度研究 被引量：2

14

作者 陈顺意 丁攀峰 蒲继雄 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第9期37-44,共8页

基于广义惠更斯理论及相干偏振统一理论,研究部分相干径向偏振光束在大气湍流中传输时,光源波长对光强分布,相干性、湍流强度、光斑尺寸及光源波长对偏振度(DOP)分布的影响。理论推导与数值模拟发现:部分相干径向偏振光束在大气湍流中... 基于广义惠更斯理论及相干偏振统一理论,研究部分相干径向偏振光束在大气湍流中传输时,光源波长对光强分布,相干性、湍流强度、光斑尺寸及光源波长对偏振度(DOP)分布的影响。理论推导与数值模拟发现:部分相干径向偏振光束在大气湍流中传输时,光强分布受光源波长的影响明显,随着传输距离的增大,光强逐渐由空心分布演化为实心分布。光强完成这一演化所需的传输距离与光源波长有关,光源波长的减小,会造成光强由空心分布演化为实心分布所需的传输距离增大。另一方面,光束DOP分布也与相干性、大气湍流强度、光斑尺寸及光源波长相关,在确定的传输距离处,光源相干性越高、大气湍流越弱、光斑尺寸越大及光源波长越短,DOP随半径变化的曲线斜率也越大。随着光束传输距离的增加,这种趋势会逐渐突现。 展开更多

关键词 大气光学 偏振度特性 广义惠更斯理论 部分相干径向偏振光束

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部分相干径向偏振光束传输中相干性研究 被引量：1

15

作者 陈顺意 丁攀峰 蒲继雄 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期132-141,共10页

根据广义惠更斯理论及相干偏振统一理论,研究部分相干径向偏振光束在自由空间中传输时,不同参考点处复相干度随传输距离的变化规律.研究表明,部分相干径向偏振光束在自由空间中传输,不同参考点处,复相干度模值随距离的变化规律有所差别... 根据广义惠更斯理论及相干偏振统一理论,研究部分相干径向偏振光束在自由空间中传输时,不同参考点处复相干度随传输距离的变化规律.研究表明,部分相干径向偏振光束在自由空间中传输,不同参考点处,复相干度模值随距离的变化规律有所差别.当参考点位于原点时,随着传输距离增大,μxx模值及μxy模值分布形式不变,分布范围增大;当参考点位于x轴上时,μxx模值由单峰值向三峰两谷对称形式演化,μxy模值由单侧两峰向四峰四谷对称形式演化,完成演化所需传输距离与参考点距离x轴中心的远近有关,参考点距离x轴中心越近,完成演化所需的传输距离越短;当参考点位于y轴时,随着距离增大,μxx模值分布形式不变,分布范围增大,μxy模值由上侧两峰向四峰四谷对称形式演化,演化所需传输距离与参考点距y轴中心远近有关,参考点距y轴中心越近,完成演化所需的传输距离越短;当参考点位于其他位置时(非特殊位置),μxx模值及μxy模值分布规律,遵从各自参考点在x轴,y轴上的分布规律的结合即参考点位于其他位置时,μxx模值及μxy模值分别随距离变化逐渐演化成三峰结构、四峰结构. 展开更多

关键词 部分相干径向偏振光束 复相干度 参考位置

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多色径向偏振光束的光强及光谱特性研究

16

作者 陈顺意 丁攀峰 蒲继雄 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期304-310,共7页

基于近轴光束传输理论,对多色径向偏振光束(PRPB)传输中的光强及光谱分别进行了研究。结果表明:在近场区,光源的谱宽增加会使得PRPB的光斑尺寸有微小增大;在远场区,光源的谱宽增加会使得PRPB的光斑尺寸有微小减小。在光谱特性方面,观测... 基于近轴光束传输理论,对多色径向偏振光束(PRPB)传输中的光强及光谱分别进行了研究。结果表明:在近场区,光源的谱宽增加会使得PRPB的光斑尺寸有微小增大;在远场区,光源的谱宽增加会使得PRPB的光斑尺寸有微小减小。在光谱特性方面,观测平面上总存在一个临界位置,其内部点光谱表现为蓝移,外部点表现为红移;无论在近场还是远场,光源谱宽的增加都会使得临界位置远离光束中心。在光源谱宽确定的情况下,远场区观测点的光谱谱移量要明显高于近场区;从PRPB与多色线偏振高斯光束的对比中发现,在相同传输距离处,多色径向偏振光束的临界位置的半径明显大于多色线偏振高斯光束。 展开更多

关键词 物理光学 多色径向偏振光束 光强 光谱 临界位置

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部分相干径向偏振光束在自由空间中的传输

17

作者 陈顺意 丁攀峰 蒲继雄 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2014年第11期1170-1180,共11页

基于2×2交叉谱密度矩阵的传输规律及部分相干光的相干与偏振的统一理论,研究了部分相干径向偏振光束在自由空间中的传输特性.理论分析和数值计算表明:部分相干径向偏振光束在传输过程中,其光强、斯托克斯参数及偏振度都会发生变化... 基于2×2交叉谱密度矩阵的传输规律及部分相干光的相干与偏振的统一理论,研究了部分相干径向偏振光束在自由空间中的传输特性.理论分析和数值计算表明:部分相干径向偏振光束在传输过程中,其光强、斯托克斯参数及偏振度都会发生变化,光强由空心面包圈型逐渐变为实心,该现象与传输距离以及相干长度有关.同时在传输过程中,斯托克斯参数及偏振度的分布也与传输距离及相干长度有关,随着传输距离的增大,斯托克斯参数S1,S2的模值减小,偏振度随半径的分布曲线斜率逐渐降低,传输距离一定时,随着相干长度的增大,斯托克斯参数S1,S2的模值会随之增大,其有效分布区域向坐标轴收缩,偏振度随半径的分布曲线的斜率会随之增大. 展开更多

关键词 部分相干径向偏振光束 偏振度 斯托克斯参数 相干性

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