光束的矢量特性在光學(xué)檢測、顯微鏡技術(shù)、光存儲、光通訊以及激光加工等領(lǐng)域的作用已經(jīng)進(jìn)行了廣泛地研究。然而這些工作大部分僅限于空間均勻的偏振光束，例如線偏振、圓偏振和橢圓偏振。2001年Gori基于瓊斯矢量提出了一類非均勻偏振光束，圓柱偏振光束是其中一種特殊的非均勻偏振結(jié)構(gòu)，徑向偏振與角向偏振是圓柱偏振的兩個本征偏振態(tài)。徑向偏振光束具有軸對稱的電場矢量結(jié)構(gòu)和中空的環(huán)狀強(qiáng)度分布，它經(jīng)高數(shù)值孔徑透鏡聚焦后能夠產(chǎn)生強(qiáng)度更大的電場縱向分量，在相同條件下，徑向偏振光束聚焦光斑可以達(dá)到，而對于線偏振光束，聚焦光斑僅為。強(qiáng)度更大、光斑更小的電場縱向分量使徑向偏振光束在電子加速、光學(xué)捕獲、光學(xué)顯微鏡和激光加工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。例如，在高功率激光器中使用徑向偏振光束可以有效地消除由熱效應(yīng)引起的雙折射和雙焦點(diǎn)的影響。在相同的條件下進(jìn)行激光切割，徑向偏振光束比圓偏振光束能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能量吸收效率，即切割速度與切割深度的乘積因子提高1.5-2倍。實(shí)驗(yàn)表明，在相同條件下對低碳鋼進(jìn)行激光打孔，與線偏振和圓偏振相比，采用角向偏振光束可以提高1.5-4倍的加工效率。

    由于徑向偏振光束具有這些獨(dú)特的優(yōu)勢，因此，研究它的矢量傳輸特性具有十分重要的價值。光電子科學(xué)與工程學(xué)院工業(yè)激光器團(tuán)隊(duì)的王又青教授、賈信庭博士等對非傍軸矢量徑向偏振光束的圓孔衍射進(jìn)行了深入的研究?；谑噶咳鹄?索末菲衍射積分，推導(dǎo)出矢量徑向偏振光束經(jīng)圓孔衍射后的電磁場的解析式，該解析式幫助我們進(jìn)一步探索了非傍軸矢量徑向偏振光束在圓孔存在下的傳輸特性。其中徑向偏振光束在自由空間和傍軸情況下的傳輸都可以視為我們理論模型的特例。分析表明，截斷參數(shù)、束腰寬度與波長的比值決定了矢量徑向偏振光束的非傍軸行為。 而且，截斷參數(shù)和光束階數(shù)對光束的衍射效應(yīng)產(chǎn)生了重要的影響。

    該研究得到了國家“十一五”科技支撐計劃—“7kW軸快流CO₂激光器”項(xiàng)目的支持，研究結(jié)果發(fā)表在Optics Express (Vol. 18, No. 7, pp. 7064-7075)。