北理工高春清教授、付時(shí)堯副研究員出版《渦旋光束》學(xué)術(shù)專著
發(fā)布日期：2020-01-03 供稿：光電學(xué)院
編輯：盛筠 審核：董立泉 閱讀次數(shù)：
日前，在國(guó)家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助下，清華大學(xué)出版社出版了北京理工大學(xué)光電學(xué)院高春清教授、付時(shí)堯特別副研究員的學(xué)術(shù)專著《渦旋光束》，該學(xué)術(shù)專著是列入“十三五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目的學(xué)術(shù)專著，是變革性光科學(xué)與技術(shù)叢書中的一本。該書是系統(tǒng)介紹渦旋光束及其關(guān)鍵技術(shù)這一光學(xué)前沿研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)著作，凝練了該課題組近年來在渦旋光束研究方向上取得的主要研究成果，同時(shí)也涵蓋了國(guó)內(nèi)外相關(guān)主要研究工作。
渦旋光束及其應(yīng)用是近年來國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。渦旋光束一般指相位渦旋光束，其波前為螺旋形，光束中心存在相位奇點(diǎn)，因此渦旋光束的中心光強(qiáng)為零，光強(qiáng)分布為環(huán)形，常見的相位渦旋光束是拉蓋爾-高斯光束。由于渦旋光束攜帶有軌道角動(dòng)量（OAM），因此其也被稱為OAM光束。近年來人們又生成了具有渦旋偏振態(tài)分布的光束如矢量光束，以及同時(shí)具有渦旋相位和渦旋偏振的新型結(jié)構(gòu)光束等。渦旋光束在許多領(lǐng)域都有十分重要的應(yīng)用。人們利用渦旋光束研制了光鑷和光學(xué)扳手，可實(shí)現(xiàn)對(duì)微粒的無接觸捕獲和旋轉(zhuǎn)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用。利用渦旋光束的旋轉(zhuǎn)多普勒效應(yīng)也可直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)體的角速度的研究成果，在測(cè)量領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。近年來渦旋光束在光通信領(lǐng)域的應(yīng)用更是成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一，在光通信應(yīng)用中，渦旋光束的軌道角動(dòng)量可以作為一種新的編碼方式實(shí)現(xiàn)信息的編碼，它可像波分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、偏振復(fù)用一樣，實(shí)現(xiàn)模分復(fù)用，擴(kuò)展光通信的信道容量。另外還可將模分復(fù)用技術(shù)與波分復(fù)用、偏振復(fù)用等其它復(fù)用方式結(jié)合，有效提高光通信系統(tǒng)的信道容量和頻譜效率。
渦旋光束的理論、生成、檢測(cè)和應(yīng)用的研究是近年來國(guó)內(nèi)外光學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、澳大利亞等國(guó)的多個(gè)著名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都開展了廣泛的研究工作，我國(guó)也有很多課題組開展了相關(guān)的研究并取得了重要的進(jìn)展。高春清教授課題組自1999年開始對(duì)渦旋光束及其應(yīng)用開展研究，在渦旋光束的生成技術(shù)、軌道角動(dòng)量態(tài)的檢測(cè)技術(shù)和渦旋光束畸變的自適應(yīng)光學(xué)校正技術(shù)等方面開展了研究工作。《渦旋光束》這本書是在綜合了該課題組近年來在渦旋光束研究中取得的成果，以及國(guó)內(nèi)外其他單位在渦旋光束的生成、檢測(cè)和應(yīng)用研究成果的基礎(chǔ)上完成的。主要介紹了包括標(biāo)量渦旋光束、矢量渦旋光束、完美渦旋光束在內(nèi)的多種渦旋光束的理論基礎(chǔ)、生成技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、畸變補(bǔ)償技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)等。
高春清教授、付時(shí)堯特別副研究員有關(guān)渦旋光束的研究工作受到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家973計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
附作者簡(jiǎn)介：
高春清，北京理工大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。北京理工大學(xué)獲學(xué)士、碩士學(xué)位，德國(guó)柏林工業(yè)大學(xué)獲博士學(xué)位。主要從事新型激光器件與技術(shù)、光場(chǎng)調(diào)控技術(shù)等研究工作。主持國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器項(xiàng)目、重點(diǎn)項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)課題等科研項(xiàng)目30余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，其中SCI檢索百余篇，獲得發(fā)明專利授權(quán)20余項(xiàng)。多次受邀擔(dān)任國(guó)際國(guó)內(nèi)光電子領(lǐng)域?qū)W術(shù)會(huì)議中的專題主席。擔(dān)任中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)第六、七屆理事，中國(guó)電子學(xué)會(huì)光電子與量子電子學(xué)分會(huì)副主任委員，中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電專委會(huì)常委、激光專委會(huì)/基礎(chǔ)光學(xué)專委會(huì)委員，中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)光機(jī)電技術(shù)與系統(tǒng)集成分會(huì)常務(wù)理事等，是《先進(jìn)激光技術(shù)》叢書編委及多種學(xué)術(shù)刊物編委等，是國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目/面上項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)項(xiàng)目等的會(huì)評(píng)專家，是中國(guó)電子學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士論文和優(yōu)秀碩士論文的指導(dǎo)教師。
付時(shí)堯，北京理工大學(xué)特別副研究員。在北京理工大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士、博士學(xué)位。主要研究方向包括激光光場(chǎng)調(diào)控技術(shù)、新型結(jié)構(gòu)光場(chǎng)及其應(yīng)用技術(shù)、新型全固態(tài)激光器等。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃項(xiàng)目等多項(xiàng)科研項(xiàng)目，發(fā)表SCI收錄的學(xué)術(shù)論文40余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)，多次受邀參加國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議并做邀請(qǐng)報(bào)告。曾獲中國(guó)電子學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士論文、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)王大珩光學(xué)獎(jiǎng)、工業(yè)和信息化部工信創(chuàng)新特等獎(jiǎng)等，入選第九批首都市民學(xué)習(xí)之星。現(xiàn)為中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，北京光學(xué)學(xué)會(huì)委員，擔(dān)任Nature Communications、Optica、ACS Photonics、Photonics Research、Optics Letters等多個(gè)頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊審稿人。
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