[發明專利]一種基于Mittag-Leffler函數的貝塞爾-高斯光束掩模板

有效

• 申請號: 201710508791.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107065046B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 李賀賀;趙天樂;馬海祥;位華亮;李曉艷;吳瑞琪;肖趙云
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G21K1/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

一種基于Mittag?Leffler函數的貝塞爾?高斯光束掩模板，利用信息光學原理，結合Mittag?Leffler調制函數、貝塞爾?高斯光束與平面波復振幅，得到干涉光強圖，實現了全息原理的干涉記錄過程，該干涉光強圖即為本發明所設計的掩模板。本發明有益效果：本發明提供了一種基于Mittag?Leffler函數的貝塞爾?高斯光束掩模板，利用該掩模板可產生任意光瓣數的模式分布，在多粒子捕獲等領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及掩模板技術領域，具體地說是一種基于Mittag-Leffler函數的貝塞爾-高斯光束掩模板。

背景技術

1987 年，J. Durnin提出了一種自由空間無衍射的光束，即貝塞爾光束【J.Opt.soc.Am.A,1987,651-654】，其在無界的自由空間傳輸時，與傳輸方向垂直的每個平面上光場分布總相同，且電場強度的橫向分布集中，在傳輸過程中主瓣寬度保持不變。這種光束除了具備一般激光束的方向性、單色性、高亮度和相干性的特性之外，還具有無衍射的特征，無衍射特性指光場不遭受到衍射擴展，這一特性引起了研究人員的廣泛關注。

貝塞爾光束只是一個理想的數學模型，無法從實驗上產生。因為理想的高階貝塞爾光束攜帶了無窮大的能量,違反了能量守恒定律。為了在實驗中產生貝塞爾光束，1987年，F. Gori等人首次提出了貝塞爾-高斯光束【Opt. Commun, 1987, 491-494】。貝塞爾-高斯光束是在貝塞爾光束上加一個高斯輪廓分布的調制,從而把它的能量限制到有限的范圍。這樣的光束可以很容易地從實驗上產生,而且它也在一定程度上具有貝塞爾光束的特性。為了進一步擴寬貝塞爾光束的應用價值，1996年， K. V. Spulveda等人提出了高階貝塞爾光束【J. Opt. B: Quantum Semiclass, 2002, S82-S89】隨后，貝塞爾光束迅速得到了廣泛的應用。在2002年K. V. Spulveda等人求解了高階貝塞爾光束的軌道角動量，并將此光束應用于光鑷子研究【J. Opt. B: Quantum Semiclass, 2002, S82-S89】。于2006年，Y. Matsuoka等應用由軸棱鏡產生的貝塞爾光束，研究了打孔能量閾值跟奧氏體不銹鋼板厚度、光束的圓錐角之間的關系【Appl. Phys. A，2006，23-430】。在 2007 年，Milne等研究了二氧化硅微球在貝塞爾光束中的運動【Opt. Express，2007，13972-13987】。

然而，在多粒子捕獲等許多應用場合中，光束模式的豐富性對粒子的精確調控尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于Mittag-Leffler函數的貝塞爾-高斯光束掩模板，應用于多粒子捕獲等領域。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種基于Mittag-Leffler函數的貝塞爾-高斯光束掩模板，所述的掩模板的透過率函數滿足關系式：

其中，ML為Mittag-Leffler函數，其表達式為，其中，i為虛數單位，L為與光場分布有關的參數，，C為復數集合，代表波數，n表示折射率，表示光波波長，表示伽馬函數；

BG為貝塞爾高斯光束表達式，具體為，其中是M階貝塞爾函數，為與貝塞爾函數相關的參數，為徑向參量，為角向參量，為相應基模高斯光束的束腰寬度，為渦旋相位，m代表拓撲電荷數；