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俊高, 明明张, 俊刘, 友友胡, 志宇朱. 旋转对称幂指数涡旋光束在生物组织中的传输特性[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.EN.2025-0042

Citation:

俊高, 明明张, 俊刘, 友友胡, 志宇朱. 旋转对称幂指数涡旋光束在生物组织中的传输特性[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.EN.2025-0042

俊高, 明明张, 俊刘, 友友胡, 志宇朱. 旋转对称幂指数涡旋光束在生物组织中的传输特性[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.EN.2025-0042

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俊高, 明明张, 俊刘, 友友胡, 志宇朱. 旋转对称幂指数涡旋光束在生物组织中的传输特性[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.EN.2025-0042

旋转对称幂指数涡旋光束在生物组织中的传输特性

Available Online: 30 Dec 2025

Abstract

本研究探讨了旋转对称幂指数涡旋光束（RSPEPVBs）在生物组织中的传输特性。根据广义惠更斯-菲涅耳原理，建立了描述RSPEPVBs通过生物组织传输的一般表达式。通过数值模拟，研究了传播距离z、幂指数n、波长和束腰宽度w对光强、光束宽度和光束发散角的影响。研究结果表明，增加传播距离和波长会导致更大的光束扩散和光束宽度增大。相反，较高的幂指数会使光强向中心集中，并减缓光束宽度的扩展。此外，较长的波长和较小的束腰宽度会导致更大的光束发散角。还分析了相干涡旋和强度峰值位置随传播距离增加的演变情况，结果显示它们逐渐从光束中心向外偏移，并伴随着角度偏差和位置变化。特别是当拓扑荷l ≥ 4时，峰值点的位置在传输过程中会发生跃变。作为一种高阶模式光束，RSPEPVB在生物组织中的传输表现出多样性和可控性，为生物医学领域的微操作技术开辟了新的可能性。