[發(fā)明專利]一種基于軸錐鏡產(chǎn)生具有渦旋相位的旋向偏振矢量光束的方法與裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710763101.8
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107390381B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 榮振宇;張莉;韓玉晶;陳小藝;國承山
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 高強(qiáng)

1.一種基于軸錐鏡產(chǎn)生具有渦旋相位的旋向偏振矢量光束的裝置，其特征在于沿光軸方向依次包括：第一軸錐鏡、圓筒形內(nèi)反射鏡和第二軸錐鏡，采取共軸、嵌套的方式組成，其中：

所述第一軸錐鏡由材料一制成，其折射率為n₁，底邊直徑為D，底邊厚度為L₀，錐體高度為L₁，錐體底角為α，其放置方向為底面朝前、錐頂朝后；

所述第二軸錐鏡同樣由材料一制成，其折射率為n₁，底邊直徑為D，底邊厚度為L₀，錐體高度為L₁，錐體底角為α，其放置方向與第一軸錐鏡相反為底面朝后、錐頂朝前；

所述圓筒形內(nèi)反射鏡由材料二制成，其折射率為n₂，內(nèi)側(cè)直徑為D，長度為L。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軸錐鏡產(chǎn)生具有渦旋相位的旋向偏振矢量光束的裝置，其特征在于：整個裝置以圓筒形內(nèi)反射鏡長度的中心處前后對稱，第一軸錐鏡與第二軸錐鏡的頂點距圓筒形內(nèi)反射鏡長度中心處的距離均為L₂，且有L=2?(L₀+L₁+L₂)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于軸錐鏡產(chǎn)生具有渦旋相位的旋向偏振矢量光束的裝置，其特征在于：若需獲得環(huán)形、發(fā)散的具有渦旋相位的旋向偏振矢量光束，則可以去掉第二軸錐鏡，并且圓筒形內(nèi)反射鏡的長度可以在原有基礎(chǔ)上縮短至L_min。

4.一種基于軸錐鏡產(chǎn)生具有渦旋相位的旋向偏振矢量光束的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：采用一束具有平面波前的圓偏振光垂直入射權(quán)利要求1所述裝置；

步驟2：第一軸錐鏡將入射的平行光束偏轉(zhuǎn)為先會聚后發(fā)散的環(huán)形光束，發(fā)散后的環(huán)形光以一定的入射角度照射圓筒形內(nèi)反射鏡的內(nèi)反射面；

步驟3：入射到圓筒形內(nèi)反射面的光束，其入射角滿足布魯斯特角，反射光僅保留s偏振分量；

步驟4：反射光波前的偏振態(tài)分布具備中心對稱的旋向偏振分布，同時具有拓?fù)浜山^對值為1的渦旋相位；

步驟5：經(jīng)反射的環(huán)形光束，其傳播方式同樣是先會聚后發(fā)散；

步驟6：在反射光光路中再放置第二軸錐鏡，其方位與第一軸錐鏡對稱，將發(fā)散的旋向偏振渦旋光束再次偏轉(zhuǎn)為具有平面波前的，相位渦旋拓?fù)浜山^對值為1的旋向偏振矢量光束。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于軸錐鏡產(chǎn)生具有渦旋相位的旋向偏振矢量光束的方法，其特征在于：采用一束具有平面波前、偏振態(tài)為圓偏振態(tài)的平面光束或高斯光束垂直于第一軸錐鏡底面入射權(quán)利要求1所述裝置，圓偏振光既可以為右旋圓偏振光，也可以為左旋圓偏振光。