Fresnel diffraction patterns as accelerating beams
我们证明了源自菲涅耳衍射图样的光束在自由空间中是自加速的。除了加速和自愈，它们还表现出抛物线减速特性，这与其他加速光束形成鲜明对比。我们发现菲涅耳傍轴加速光束的轨迹与非傍轴韦伯光束的轨迹相似。减速和加速区域由临界传播距离分开，在该距离处不存在加速度。在减速期间，菲涅耳衍射光束经历自平滑，其中衍射波的振荡逐渐聚焦并在临界距离处平滑。
2013-12-12 physics.optics
Diffraction-Attenuation Resistant Beams: their Higher Order Versions and Finite-Aperture Generations
近年来，通过理想零阶贝塞尔光束的适当叠加，发展了一种在吸收介质中获得抗衍射衰减光束的方法。在这项工作中，我们将表明，这样的光束保持其阻力衍射和吸收，即使当产生的有限孔径。此外，我们将扩展原来的方法，以允许更高的控制光束的横向强度分布。虽然该方法是针对标量场发展起来的，但它也可以应用于傍轴矢量波场。这些新光束在自由空间光学、医学仪器、遥感、光镊等方面具有潜在的应用价值。
2010-07-07 physics.optics
Particle manipulation beyond the diffraction limit using structured super-oscillating light beams
由透镜聚焦的光的衍射极限分辨率由Ernst Abbe在1873年导出。后来在1952年，提出了一种通过调制聚焦光束的波前来获得亚衍射光斑的方法。在相关的发展中，超振荡函数，即局部振荡快于其最高傅立叶分量的带限函数，被引入并实验应用于超分辨率显微镜。到目前为止，仅使用简单的类高斯子衍射点。在这里，我们表明，这些子衍射点的振幅和相位分布可以任意控制。特别地，我们利用厄米-高斯，拉盖尔-高斯和艾里函数来构造具有亚衍射瓣的超振荡光束。然后，这些结构化的光束用于纳米尺寸颗粒的高分辨率捕获和操纵。捕获潜力提供了前所未有的定位精度和刚度，大大超过了标准衍射限制光束所提供的。
2017-02-20 physics.optics
An analytically simple and computationally efficient Gaussian beam mode-decomposition approach to classical diffraction theory
本文提出了一种计算光束经光阑衍射的高斯光束模式分解方法。这种方法提供了一种完全不同的方法来研究经典问题。虽然我们的方法是基于一个非常简单的设置，它是令人惊讶的有效。我们验证我们的方法通过比较其结果与基尔霍夫的全衍射公式。我们的方法不仅有一个简单而有组织的分析框架，它还提供了显着的计算优势。
2018-10-16 physics.optics
Probing higher OAM of LG beams via diffraction through translated single slit
拉盖尔-高斯（LG）光束携带轨道角动量（OAM）作为其相位轮廓中的奇异性的结果。在这项工作中，我们使用一个可移动的单缝探测LG光束的OAM。我们调用固定相位的方法来确定不同拓扑电荷的衍射图案，观察这些图案如何变化时，狭缝横向移动，并显示，通过查看不同的狭缝位置的衍射图案，我们可以确定入射光束的轨道角动量。使用数字微镜器件（DMD）作为动态狭缝，我们能够获得更高的$\ell$，这是不可能在以前的作品涉及狭缝衍射。我们的研究结果是有价值的OAM特别是光束的研究，目前的检测技术还不成熟，例如，光束的波长是在太赫兹制度或光束的更高的能量，如电子涡旋光束。
2018-11-27 physics.optics
Diffraction Resistant Scalar Beams Generated by a Parabolic Reflector and a Source of Spherical Waves
本文提出用抛物面反射器与略微偏离焦点的球面波源产生抗衍射光束，并分析了其抗衍射特性，为长距离抗衍射波提供了一种简单方案。
2015-06-07 physics.optics
Composite multi-vortex diffraction-free beams and van Hove singularities in honeycomb lattices
我们发现石墨烯和MoS $_2$型蜂窝光晶格的无衍射光束。由此产生的复合解决方案具有多涡的形式，与旋量拓扑电荷（$n$，$n\pm1$）。旋量分量的精确解在狄拉克极限下得到。分析了谷自由度和质量的影响。通过van-Hove奇异性，对解的拓扑结构进行了修正。在奇点处，无衍射光束呈现出强局域化的一维条纹。
2015-02-06 physics.optics
Diffraction-managed solitons and nonlinear beam diffusion in modulated arrays of optical waveguides
我们研究了光在非线性衍射管理光子晶格中的传播，该光子晶格是用飞秒激光在石英玻璃中写入的弯曲耦合光波导阵列和铌酸锂晶体中的钛内扩散制成的。我们确定不同的制度的非线性传播的光束的输入功率的不同，并提出了衍射管理孤子，这是由于工程光束衍射和非线性自聚焦或散焦之间的相互作用形成的第一个实验观察。我们观察到，在自准直结构的线性衍射被抑制，一个新的制度的非线性光束扩散发生在中间的权力之前，在较高的权力形成的晶格孤子。
2008-02-18 physics.optics
Fraunhofer diffraction of a Laguerre-Gaussian laser beam by fork-shaped grating
本文从理论上研究了径向模数为零、方位模数为l的拉盖尔-高斯激光束经p阶叉形位错衍射光栅的夫琅禾费衍射，推导并分析了衍射波场在傅里叶平面内的振幅和强度分布的解析表达式。最后给出了涡半径的表达式。
2010-11-16 physics.optics
Optical trapping below the diffraction limit with a tunable beam waist using super-oscillating beams
超振荡光束可以用来产生大小低于衍射极限的光斑，其附近有高强度的侧环。由这种光束的超振荡部分制成的光学陷阱与常规光学陷阱相比表现出更好的亚微米珠的定位。在这里，我们重点研究粒子尺寸与陷阱尺寸的比例对超振荡光束的光阱的定位和刚度的影响。我们发现了一个非单调的依赖性的捕获刚度的粒子尺寸的比例，光束的大小。当粒子大于超振荡特征的束腰但足够小以不与侧环重叠时，实现最佳捕获。
2019-03-13 physics.optics
High-angle diffraction of a Gaussian beam by the grating with embedded phase singularity
对高斯光束经沟槽分叉光栅衍射产生的涡旋光束的空间特性进行了理论和数值分析。与以前的工作相比，不再需要小角衍射条件，衍射光束可以强烈变形。这导致强度轮廓旋转和高阶OV分解成一组次级单电荷OV。定量地研究了这些效应，并与拉盖尔-高斯光束经过柱面伸缩变换后的类似特性进行了比较。与后一种情况相反，次级OV不在射束截面内的单个直线上，并且由相同射束承载的各个次级OV的形态参数通常是不同的。规定了次级OV相对于束横向尺寸的最大相对分离的条件。所得结果可用于实际产生具有预定特性的OV光束和OV阵列。
2009-07-15 physics.optics
Paraxial Sharp-Edge Diffraction of Vortex Beams by Elliptic Apertures
本研究开发了半解析计算算法，用于建模拉盖尔-高斯光束经锐边椭圆孔径的近轴衍射波场，可高精度探索未被研究的奇异光学场景基本特性。
2024-02-02 physics.optics
DXRD, a user-friendly suite of two- and multiple-beam dynamical X-ray diffraction programs
DXRD是一套用户友好的动力学X射线衍射程序套件，通过图形界面实现单晶及多晶的平面波计算、摇摆曲线模拟及任意N束衍射计算，并支持衍射谱线映射，服务于晶体光学设计与教学。
2025-09-26 physics.optics
Design and numerical analysis of metallic Ronchi diffraction gratings acting as reflective beam-splitter
本文设计并数值分析了一种金属Ronchi衍射光栅反射式分束器，通过强制零级衍射为零，结合标量方法与严格耦合波分析，揭示了沟槽高度与金属材料、光栅周期及照明波长之间的依赖关系。
2024-01-16 physics.optics
Wide viewing angle realization for sampled hologram by collecting high-order diffraction beams
我们提出利用像素结构对全息数据进行采样产生的高阶衍射光束，可以实现全息图像的视角扩展。衍射光束传播到新的光轴方向上，起到了类似于离轴全息载波信号的调制载波的作用，这使得新的观察区的重建图像。菲涅耳全息图中的再现像沿新的观察方向发生变形，而傅里叶全息图则可以从其他角度再现三维图像。高分辨率全息图条纹通过成像系统成像在像平面上，因此，仅衍射光束的收集增加了视域角。我们通过对显示具有不同视区的高阶衍射光束的取样全息图的数值分析来验证我们的建议。
2013-12-23 physics.optics
Diffraction of Bessel beams on 2D amplitude gratings -- a new branch in the Talbot effect study
本文给出了任意阶$J_l(κr)$贝塞尔光束在二维振幅光栅上衍射的解析理论。在一定条件下，主Talbot平面和分数Talbot平面中的衍射图案是环形微束的晶格，其直径取决于光栅周期、照明光束直径、Talbot平面的数目和拓扑电荷$l$。对于靠近光轴的环，后者再现照明光束的$l$。在新西伯利亚自由电子激光器的波长$λ= 141$ $μ$ m使用的光栅孔直径下至$d \approx 2λ$，以及，数值模拟进行的实验，以及支持的理论。由于拉盖尔-高斯光束可以表示为贝塞尔光束的叠加，本文的结果可以应用于拉盖尔-高斯光束的Talbot效应的分析。
2019-08-28 physics.optics
Diffraction-free subwavelength-beam optics
衍射是光传播的基本性质。由于这一现象，光通过亚波长狭缝时会向各个方向衍射，这就对光束在离孔径一定距离处的横向尺寸施加了基本限制。我们表明，一个亚波长大小的光束传播没有衍射展宽可以产生在自由空间中的建设性干涉各自的高折射率波导的菲涅耳源的多个光束。此外，它表明，这样的源不仅可以构造为连续波，但也为超短（近单周期）脉冲。结果从理论上证明了无衍射亚波长束流光学的可行性。该方法将近场亚波长束流光学（例如近场扫描光学显微镜和光谱学）的操作扩展到“不太远”的场区（0.5至约10个波长）。
2003-09-17 physics.optics
Modelling the longitudinal intensity pattern of diffraction resistant beams in stratified media
本文研究了冻结波型光束在非吸收分层介质中的传输，并提出了一种理论方法，该方法能够在最后一种介质中提供所需的空间形状的抗衍射光束。在这方面，我们还发展了一个矩阵方法来处理分层介质与大量的层。此外，我们进行了一些讨论，通过使用薄膜最小化的第一材料界面上的入射FW光束的反射。我们的研究结果表明，它确实是可能的，以获得控制，按需，抗衍射光束的纵向强度图案，即使在它经历了多次反射和传输层界面。遥感、医疗和军事应用、非侵入式光学测量等，是一些领域，可以受益于这里提出的方法。
2018-03-07 physics.optics
Discrete diffraction and shape-invariant beams in optical waveguide arrays
本文全面研究了离散光在均匀和弯曲波导阵列中的线性传播的一般特性，并与连续介质中的傍轴衍射进行了比较。特别地，利用矩量法和最陡下降法导出了描述均匀阵列中波束扩展、波束衰减和离散远场方向图的一般规律。在弯曲阵中，矩量法被推广到描述全局波束参数的演化。一个家庭的光束传播的弯曲阵列保持其功能的形状-称为离散贝塞尔光束-也介绍了。离散贝塞尔光束在波导阵列中的传输可以简单地用一个复$q$参数的演化来描述，该参数类似于高斯光束在连续透镜波导介质中的复$q$参数。讨论了$q$参数形式的几个应用，包括光束准直和多边形光学布洛赫振荡。\
2010-01-06 physics.optics
Spin-orbit interaction of light and diffraction of polarized beams
基于傍轴光学和菲涅耳-基尔霍夫近似，对均匀偏振光光束的边缘衍射进行了理论研究，预测了衍射光束的衍射图样与入射光束偏振态的关系。如果入射光束是圆偏振的，则衍射光束重心的轨迹经历与几何预期方向的小角度偏差。该偏差平行于屏幕边缘，并且与偏振旋向性的符号相反;它是针对具有平面波前的高斯入射光束的情况明确计算的。这种效应是光的自旋-轨道相互作用的一种表现，可以解释为圆偏振光束内部自旋能流的直接揭示。同时也揭示了与圆偏振入射光束相关的弱纵场分量的涡旋特性。
2017-04-14 physics.optics
Time-diffracting beams: On their nature, diffraction-free propagation as needles of light, and nonlinear generation
本文研究了新近引入的时间衍射光束在自由空间中的特性。它们被证明是傍轴和准单色实现的本地化波，时空本地化波以任意速度无失真地行进。近轴和准单色制度是必要的，以观察什么可以适当地命名为衍射的时间。以准光速行进的有限能量的TD光束被认为形成比所谓的突然聚焦和散焦的光针或无限速度的限制TD光束长得多的焦点或光针。研究了洛伦兹变换和近轴光学系统变换下TD光束的性质，发现在强定域的基波泵浦作用下，物质介质的非线性偏振相对论运动产生了二次谐波TD光束，其在自由空间中的无衍射行为可以用标准的$4f$成像系统进行优化。
2018-02-28 physics.optics
New view on the diffraction discovered by Grimaldi and Gaussian beams
在所提供的工作短期的历史背景，以经典理论的光提出：格里马尔迪，费马，牛顿，惠更斯，杨，菲涅耳，弗劳恩霍夫，和高斯。在考虑几何模型的基础上，给出了光的波动模型和惠更斯-菲涅耳基本波的光线模拟。分析了高斯光束新的几何特性。本文给出了光束衍射发散角的新的、广义的解释。给出了无限长和有限长波前几何性质的差异。我们的几何模型在各个领域的可能应用的例子。
2013-02-26 physics.optics
The fine structure of the vortex-beams in the biaxial and biaxially-induced birefringent media caused by the conical diffraction
我们考虑了无衍射奇异光束在自然双轴和双轴诱导双折射介质中的近轴传输，其角动量在传输过程中不发生变化。我们预言了一系列新的光学效应，如带有分数拓扑电荷耦合光学涡旋的矢量奇异光束的稳定传输，均匀线偏振的零阶贝塞尔光束向径向贝塞尔光束的转换，方位角和螺旋偏振光束和空间变化的线性偏振的组合光束与耦合涡的转换。我们揭示了双轴诱导晶体中涡旋光束的场结构类似于自然双轴晶体中的场结构，并形成圆锥衍射中固有的矢量结构。然而，在这种情况下，模式光束不改变传播方向，因为它发生在天然双轴晶体内。
2011-07-28 physics.optics
Diffraction-free space-time beams
无衍射光束自由传播而不改变形状和尺度。避免衍射扩展的单色光束需要二维横向轮廓，并且对于限于一个横向维度的轮廓没有对应的解决方案。在这里，我们证明了时间的自由度可以被利用来有效地合成一维脉冲光学片，在自由空间中自相似地传播。通过在光束的时空自由度之间引入可编程的圆锥形（双曲线、抛物线或椭圆形）光谱相关性，产生了连续的轴向不变脉冲局域光束族。这种光束的光谱轨迹是光锥与时空光谱平面相交处的降维轨迹。自相似轴向传播远非例外，它是空间和时间自由度紧密相关的场的一般特征。这些一维的“时空”光束在光学薄片显微镜、非线性光谱学和非接触测量中是有用的。
2017-07-12 physics.optics
Diffraction of an Off-axis Vector-Beam by a Tilted Aperture
从实验和理论上研究了径向偏振矢量光束经离轴倾斜光阑衍射时轨道角动量诱导效应的表现。进行了实验，以提取的圆偏振度，这被证明是成比例的自旋角动量密度的轴上分量。我们报告了一个明确的分离区域的右和左圆极化分别与积极和消极的拓扑电荷，这是让人想起标准的涡旋引起的横向位移，虽然在衍射的情况下。实验结果得到了模型模拟的支持，一致性是相当令人满意的。结果是有用的，以了解轨道轨道相关的影响，由于不可避免的失调问题（特别是涡旋光束）。
2022-04-27 physics.optics
Phase retrieval of an electron vortex beam using diffraction holography
在光光学和电子光学中，被物体散射的波的振幅是通常以实空间图像或衍射图像中的强度分布的形式记录的可观察量。相反，散射波的相位的恢复是一个众所周知的挑战，这通常是通过干涉或数值方法来接近。在电子显微镜中，由于透镜设置的限制，特别难以检索衍射图像的相位。在这里，我们使用由纳米制造的全息图产生的散焦光束来形成可以与衍射光束干涉的参考波。这种设置提供了一个扩展的干涉区域与样品波函数在夫琅和费平面。作为一个案例研究，我们检索电子涡旋束的相位。除了这个具体的例子，该方法可以用于检索来自广泛的样品的衍射光束的波前。
2017-03-24 physics.optics
Diffraction-free optical beam propagation with near-zero phase variation in extremely anisotropic metamaterials
设计了具有相同波长下有效介电常数张量为零实部的横向分量（平行于多层膜界面）和具有超大虚部的纵向分量（垂直于多层膜界面）的极端各向异性金属-介质多层超材料，包括基于传输矩阵方法的光学非局域性分析.分析了多层膜周期和材料损耗对深亚波长光束在多层膜中传输特性的影响，证明了多层膜具有近平坦的等频轮廓，使得深亚波长光束在多层膜中传输时相位变化接近于零。
2015-02-03 physics.optics
Spatiotemporal diffraction-free pulsed beams in free-space of the Airy and Bessel type
我们研究了具有一个横向维度的时空光波的动力学，该横向维度是作为色散锥与平面的交叉点获得的。我们表明，通过适当的光谱激发，三种不同类型的圆锥截面（椭圆，抛物线和双曲线）可以导致光波的贝塞尔，艾里，和修改贝塞尔类型，分别。我们找到封闭形式的解决方案，准确地描述了波动力学和揭示其基本属性。
2017-11-10 physics.optics
Effect of Diffraction on Wigner Distributions of Optical Fields and how to Use It in Optical Resonator Theory. I -- Stable Resonators and Gaussian Beams
第一部分的文件是专门的衍射现象，可以表示的分数傅里叶变换的订单是实数。根据标量理论，衍射作用于电场的振幅以及其球面角谱，并且可以在空间频率相空间上定义维格纳分布。相空间具有欧几里德结构，因此衍射效应是与光场相关的维格纳分布的旋转。这样的旋转被示出为分裂成两个特定的椭圆旋转。谐振腔横模的Wigner分布在这些旋转中是不变的，在此基础上发展了一个完整的稳定光学谐振腔和高斯光束理论，包括束腰的存在性和相关公式，并自然地引入了Gouy相位。
2022-03-15 physics.optics
Subwavelength effects near a dielectric microcylinder illuminated by a diffraction-free beam
通过线性偏振光束或平面波撞击介质微柱产生光子纳米射流意味着传播波部分转换为倏逝波。这种转换表现在亚波长有效宽度的纳米射流腰部。然而，这种已知的近场效应相对较弱。我们从理论上证明了由两个平面波形成的波束的入射能够实现更强的近场效应：入射光束的深亚波长聚焦和整个圆柱表面及其附近的电场的强烈增强。圆柱附近的倏逝波的主导作用是由散射场的传播空间谐波的相消干涉引起的，入射光束。
2020-09-01 physics.optics
Focused Azimuthally Polarized Vector Beam and Spatial Magnetic Resolution below the Diffraction Limit
具有极化涡旋的方位电极化矢量束（APB）的一个显著特征是它包含一个磁主导区，在该磁主导区内电场理想地为零，而纵向磁场最大。应用菲涅耳衍射理论和平面波谱（PWS）计算来量化这样的光束在通过透镜聚焦时的场特征。在透镜的焦平面上，光束的纵向磁场强度分布的衍射极限半高宽（FWHM）和光束的环形总电场强度分布的互补FWHM（CFWHM）被检查为透镜的近轴焦距的函数。然后，我们将一个亚波长的致密介质Mie散射体放置在一个自立的会聚APB的最小腰平面上，并首次证明了在光学频率下实现了非常高的分辨率磁场，总磁场FWHM为0.23λ（即，0.04λ^2的磁场斑点面积）。这里所示的理论是有价值的发展的光学显微镜和光谱系统的基础上的磁偶极跃迁，这是在一般情况下比他们的电同行弱得多。
2016-05-10 physics.optics
Anisotropic diffraction induced by orbital angular momentum during propagations of optical beams
研究表明，无相位奇异性的椭圆光束所携带的轨道角动量可以引起各向异性衍射。通过比较两种不同类型的（1+2）维光束传输：无OAM的椭圆光束在各向异性介质中的线性传输和有OAM的椭圆光束在各向同性介质中的线性传输，解析地得到了OAM与其诱导的AD之间的定量关系。在前一种情况下，当光束的椭圆率是本文中定义的各向异性参数的平方根时，光束作为本征模的基模演化;而在后一种情况下，基模只存在于光束携带的OAM等于称为临界OAM的特定OAM时。无论OAM的符号如何，OAM总是增强长轴方向的扩束，减弱短轴方向的扩束，并且OAM越大，其引起的AD越强;此外，OAM还可以使椭圆光束旋转，且旋转角的绝对值不大于$π/2$。
2018-02-06 physics.optics
Fusion Between Frozen-Wave-Type Beams and Airy-Type Pulses: Diffraction-Dispersion-Attenuation Resistant Vortex Pulses in Absorbing Media
在本文中，我们执行两个重要的理论方法之间的融合，一个与冻结波光束，这是无衍射光束的纵向强度模式可以选择一个先验的介质（吸收或不），和其他相关的Airy型脉冲，这是耐色散材料中的色散效应的脉冲。因此，出现了一种新的方法，能够提供抗三种伴随效应的涡流脉冲，即：衍射、色散和衰减;同时，波强度沿其传播轴的空间变化可以随意设计。这种新方法可以看作是局域波理论在近轴区域的推广，新的脉冲在光通信、非线性光学、微操作等领域有着潜在的应用前景。
2018-09-24 physics.optics
Coherent Control of Atomic Beam Diffraction by Standing Light
量子干涉提供了一种调节热原子束与两个驻波电场相互作用的衍射图样的方法。参数已被确定，以提高衍射概率的一个动量分量超过其他的，具体应用到Rb原子。
2003-06-24 physics.atom-ph physics.optics
A single diffractive optical element for implementing spectrum-splitting and beam-concentration functions simultaneously with high diffraction efficiency
本文提出了一种新的方法，并用于设计一个衍射光学元件（DOE）同时实现光谱分离和光束集中（SSBC）功能。根据现代光刻技术的局限性，我们开发了一种优化算法，通过该算法可以在任意厚度范围内优化SSBC DOE。理论模拟结果表明，所设计的SSBC DOE具有较高的光学聚焦效率。预期所设计的SSBC DOE在高效率太阳能电池系统中具有实际应用。
2013-01-23 physics.optics
Diffraction-free and dispersion-free pulsed beam propagation in dispersive media
在自由空间中传播的脉冲贝塞尔光束经历类似于脉冲传播中的反常色散的衍射效应。然后，它示出，在正常色散材料中的脉冲贝塞尔光束可以保持衍射和色散自由由于相互抵消的衍射和群速度色散。用于局部传输的贝塞尔横向分布的大小由材料在脉冲载波频率下的色散特性确定。
2001-04-06 physics.class-ph physics.optics
Characterization of an aerosolized nanoparticle beam beyond the diffraction limit through strong field ionization
纳米材料的研究是技术应用和基础科学研究的一个活跃领域。研究孤立纳米粒子特性的常用方法是通过空气动力学透镜产生的真空粒子束。尽管是常见的做法，但这种光束的表征已被证明是困难的，因为光散射检测技术无法检测尺寸超过衍射极限的颗粒。在这里，我们提出了一种新的技术，用于表征这种纳米粒子束使用强场电离。通过将超快的mJ级激光聚焦到粒子束中，激光焦点内的纳米粒子被电离，并且很容易被其喷射的电子检测到。该方法给出了在焦点位置处的纳米颗粒密度的直接访问，并且通过粒子束的横向和纵向轮廓扫描焦点，可以获得三维粒子密度分布。此外，我们表明，强场电离是有效的，在检测直径小至10 nm的球形纳米粒子。此外，该技术是针对特定应用优化粒子束的有效工具。作为一个例子，我们表明，粒子束的密度和宽度可以通过限制气体流入气动透镜操纵。
2022-03-29 physics.optics
Gaussian beams diffracting in time
我们展示了如何将任何单色近轴光束的数学表达式转换为脉冲光束的衍射从轴向切换到其时间结构的表达式。我们用时间衍射高斯光束来描述这种变换。讨论了所得到的无衍射波具有物理意义的条件。
2017-12-13 physics.optics
Optical vortex trajectory of the edge-diffracted single-charged Laguerre-Gaussian beam
本文研究了单束带电拉盖尔-高斯光束的束腰外边缘衍射。基于基尔霍夫-菲涅耳积分，分析了屏幕直边连续阻挡光束时光学涡旋的迁移行为。揭示了确定OV螺旋轨迹形状的衍射光束参数的普遍组合。导出了描述OV位错随束流屏蔽度变化的参数方程。此外，螺旋轨迹，它描述的情况下，屏幕边缘的入射光束的衍射扰动的条件下，通过运动的OV位置，得到。结果表明，在光束参数变化一定的区间内，选择衍射扰动范围较宽的方程作为最佳匹配函数。为解决衍射反问题：由光涡旋的迁移轨迹确定光束与障碍物衍射相互作用的参数奠定了基础。
2020-11-08 physics.optics
Emerging beam resonances in atom diffraction from a reflection grating
我们报告观察新兴的光束共振，众所周知的瑞利-伍德异常和阈值共振的光子和电子衍射，分别在原子光学衍射实验。研究了氦原子束掠入射时经闪耀直纹光栅反射后的衍射特性。光栅的总反射率以及衍射光束的强度揭示了瑞利入射角处的异常，即，当另一衍射光束平行于光栅表面合并时。所观察到的异常进行了讨论的瑞利和法诺的经典波动光学模型。
2010-05-19 physics.atom-ph physics.optics
Time-Reversed Diffraction
我们表明，惠更斯-基尔霍夫衍射的时间反演公式可以用来推导高斯激光束的横向和纵向场，从一个简单的假设高斯光束分布在远场。将这种技术应用于赫兹偶极子的远场的尝试表明，衍射定律如何不允许波在无电荷区域中被聚焦到小于立方波长的体积。
2000-03-23 physics.optics
Machine learning identification of fractional-order vortex beam diffraction process
Wuhan Institute of Technology（武汉工程大学）
针对分数阶涡旋光束衍射影响OAM识别的问题，提出基于ResNet的深度学习方法，精确识别传播距离和拓扑电荷，在湍流下准确率达99.69%。
2025-10-23 physics.optics
Excitation of Surface Plasmon Polaritons by Diffraction-Free and Vector Beams
表面等离子体激元（SPPs）通常由聚焦的横磁高斯光束的瑞利范围内的平面波激发。在这里，我们调查和确认的耦合之间的SPP和二维高斯和贝塞尔-高斯波包，以及一维光片和时空波包。我们编码的空间变化的偏振态的入射波阵面，然后耦合的径向和方位角矢量光束轮廓的相应TM组件，以确认SPP偏振相关性和空间模式选择性。我们的研究结果不需要通过周期性波纹金属表面的材料优化或多维限制，以实现更大程度的耦合。在此，概述了一个关键的，但通常被忽视的，路径的发展远程生物传感器和全光学集成等离子体电路。
2022-05-19 physics.optics
Propagation of Gaussian beam in strongly nonlocal nonlinear media with inhomogeneous diffraction
IIT Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）；Bharathidasan University（巴拉蒂达桑大学）
研究高斯光束在强非局部非线性介质中非均匀衍射下的传播动力学与稳定性，探讨非局部孤子的形成与控制，揭示衍射调制对光束特性的影响。
2026-03-17 nlin.PS physics.optics
High spatial resolution diffraction diagnostics for intense terahertz sources
针对传统太赫兹成像系统难以解决的问题，提出了一种在准直太赫兹光束中插入毫米隙光栅的高分辨率空间诊断方法，用于监测强场太赫兹光源中太赫兹光束的微小变化。为了验证该方法，我们有意识地制造太赫兹光束的微小变化，通过调整虹膜的红外泵浦光束之前，倾斜的脉冲前泵浦（TPFP）设置。基于倾斜脉冲波前技术和太赫兹衍射的理论可以很好地解释这一现象。我们相信，我们的观察不仅有助于进一步了解强太赫兹产生的机制，而且可能是有用的强场太赫兹应用。
2019-10-13 physics.optics
A diffraction-compensating 0-25 ns free space terahertz delay line for coherent quantum control
自由空间延迟线为光学实验提供可变时间间隔的脉冲，例如泵浦-探测光谱学和相干量子控制，包括自旋和光子回波技术。然而，在太赫兹（THz）光谱区域，由于衍射导致的光束发散限制了传统自由空间延迟线的有用长度。我们提出了一种新颖的双折叠可变延迟线的光的频率范围为0.24-1.2太赫兹，它采用了对称排列的透镜，其间距可以调整，以补偿在每个延迟的衍射。该设计可扩展用于其他波长范围，将输入高斯光束腰中继到输出，总延迟高达25 ns（~8 m），并封闭在<0.5 m^3的干燥体积中。延迟线可以提供两个或三个脉冲，其相对幅度通过可变间距硅标准具分束器控制。0.24太赫兹光束的光束轮廓显示出良好的协议与计算在长延迟，插入损耗每延迟级的~3 dB。
2007-07-05 physics.optics
Arbitrary control of the polarization and intensity profiles of diffraction-attenuation-resistant beams along their propagation direction
我们报告的理论和实验产生的一类衍射衰减抗光束的偏振态（SoP）和强度，可以控制的需求沿传播方向。这是通过贝塞尔光束的适当叠加来实现的，贝塞尔光束的参数是基于冻结波（FW）方法提供的封闭形式的解析表达式来系统地选择的。使用振幅空间光调制器，我们实验证明了三种情况。在第一种情况下，水平偏振光束的SoP演变为径向偏振，然后变为垂直偏振，光束强度保持不变。在第二种方法中，我们同时控制SoP和纵向强度分布，选择该分布使得光束的中心环可以在预定义的空间区域上被关闭，从而沿着传播产生具有不同SoP和不同强度水平的多个焦点。最后，在文献中第一次（据我们所知）通过实验证明了在克服有损耗流体内的衰减的同时控制SOP的能力。因此，我们设想我们提出的方法是非常感兴趣的许多应用，如光镊，原子导向，材料加工，显微镜，和光通信。
2017-12-09 physics.optics
Super-oscillating Electron Wave Functions with Sub-diffraction Spots
大约一个半世纪前，Ernst Abbe [1]和不久之后的Rayleigh勋爵[2]表明，当光学透镜被平面波照射时，获得半径为0.61*lambda/sin（alpha）的衍射极限光斑，其中lambda是波长，alpha是光束会聚锥的半角。然而，当透镜被适当结构化的光束照射时，可以在焦平面处获得具有小得多的特征的光斑。鉴于这个概念是已知的光束，在这里，我们展示如何实现它的自由电子的双粒子波函数。我们实验证明了半径为106 pm的电子中心点，这是比所使用的实验装置的衍射极限小两倍以上。此外，我们还证明了这个中心光斑可以通过添加轨道角动量来构造，由此产生的超振荡涡旋光束相对于常规涡旋光束具有更小的暗核。这种具有任意小特征和定制结构的热点的新电子束家族可以用于研究亚原子分辨率的电子-物质相互作用。
2016-10-04 physics.optics
Production of Dynamic Frozen Waves: Controlling shape, location (and speed) of diffraction-resistant beams
最近，我们通过实验实现了抗衍射光束形状的非常有效的建模;从而首次产生了所谓的冻结波（FW），其纵向强度图案可以任意选择，在传播轴的预定空间间隔内。这种波具有许多潜在的应用：在医学，生物医学光学，光镊，原子引导，遥感，牵引光束，光通信或计量学，以及光子领域的其他主题。在这项工作中，我们扩展了我们的理论FW-这导致梁赋予静态包络-通过动态建模的FW，其形状现在允许演变的时间在一个预定的方式。我们在光学实验中，通过计算全息技术和空间光调制器来创建这样的动态FW。实验结果在这里提出了两种情况下的动态FW，零和其他的高阶，最后一个是最有趣的，包括在一个圆柱形表面的光的几何形状在空间和时间的变化。
2015-09-24 physics.optics
Diffraction-free beams in thin films
贝塞尔光束通过纳米层状结构的传输和传输是近年来研究的热点。在这个框架内，我们认识到形成无导波衍射波的光斑尺寸接近，偶尔超过波长的限制时，任何阶n的贝塞尔光束发射到薄材料板与掠入射。基于柱面波的平面波表示，引入了一个简单的模型，提供了这种类型的衍射抑制局域波的横向图案的精确处方。在表面科学的潜在应用提出了考虑。
2009-10-29 physics.class-ph physics.optics
Diffraction of Coherent Light with Sinusoidal Amplitude by a Thin-Slit Grid
本文报道了正弦振幅相干光束经细缝栅衍射的实验结果。我们通过在激光通过双针孔产生的干涉图样的暗条纹中心放置一个薄缝网格来产生正弦振幅。实验结果表明，与衍射计算的薄缝网格放置在中心的暗条纹的两个相干光束，以小角度相交。将所得结果应用于Afshar实验中的线栅衍射。
2008-05-02 physics.optics
An experimental study to discriminate between the validity of diffraction theories for off-Bragg replay
我们表明，实验清楚地验证了一阶二波耦合理论的假设，一维无损非倾斜平面体全息光栅使用β值的方法，而不是Kogelnik的K-矢量闭合方法。除了衍射过程是弹性的这一事实外，两种理论之间的一个更显著的差异变得明显起来，特别是在布拉格重放中衍射光束的方向上。因此，我们在两种不同的情况下监测作为偏离布拉格重放角的函数的衍射光束的方向：[a]衍射光束位于入射平面中，以及[b]样品表面法线，光栅矢量和入射光束不形成平面，这需要矢量理论并导致圆锥散射。
2014-02-27 physics.optics
Shaping High-Order Diffraction-Free Beams Through Continuous Superposition of Bessel Beams
本文通过连续叠加高阶贝塞尔光束，提出一种解析精确解，用于构建任意拓扑荷的微米级冻结波，并研究高度非傍轴下电场纵向分量行为。
2024-02-05 physics.optics
Diffraction-Attenuation Resistant Beams in Absorbing Media
在这项工作中，在适当的叠加的等频贝塞尔光束，我们开发了一种理论方法，以获得非衍射光束的吸收介质（弱导电）能够抵抗长距离的损耗效应。
2005-06-15 physics.class-ph physics.med-ph physics.optics
