[發明專利]多螺旋相位掩模板、多螺旋光束的生成方法和光調制器有效
| 申請號： | 202210969797.0 | 申請日： | 2022-08-12 |
| 公開（公告）號： | CN115236787B | 公開（公告）日： | 2023-05-16 |
| 發明（設計）人： | 胡俊濤;錢義先 | 申請（專利權）人： | 浙江師范大學 |
| 主分類號： | G02B5/30 | 分類號： | G02B5/30;G02B27/09;G02B27/28 |
| 代理公司： | 杭州合信專利代理事務所(普通合伙) 33337 | 代理人： | 黃平英 |
| 地址： | 321004 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 螺旋 相位 模板 光束 生成 方法 調制器 | ||
1.一種多螺旋相位掩模板，用于形成多螺旋光束，其特征在于，所述多螺旋相位掩模板結合了多螺旋光場和閃耀光柵；
所述多螺旋相位掩模板的復透過率函數tm為：
tm＝exp[i·(angle(Em)+P)]
其中，Em為所述多螺旋光場，P為所述閃耀光柵的相位表達式，angle(·)為對所述多螺旋光場求相位的函數；
所述多螺旋光場Em的表達式為：
其中，(r,θ)是極坐標，N為螺旋相位總數，ln是拓撲荷，θn是相位旋轉因子，K是預設常數，r0是徑向坐標的歸一化因子，A為平面波；
所述螺旋相位總數N用于確定所述多螺旋光束的光瓣數量，所述相位旋轉因子θn用于確定所述多螺旋光束的光瓣方位。
2.根據權利要求1所述的多螺旋相位掩模板，其特征在于，所述閃耀光柵的相位表達式為：
其中，D是所述閃耀光柵的相位周期，x是所述閃耀光柵在直角坐標系下的橫向參數。
3.一種多螺旋光束的生成方法，其特征在于，所述方法采用如權利要求1至權利要求2中任一項所述的多螺旋相位掩模板生成所述多螺旋光束。
4.根據權利要求3所述的多螺旋光束的生成方法，其特征在于，所述方法包括：
確定所述多螺旋光場中的螺旋相位總數的大小，以及確定相應的相位旋轉因子的大小；
調節所述閃耀光柵的相位周期使得三個衍射級分離，從而在空間光調制器內生成所述多螺旋相位掩模板；
采用具有所述多螺旋相位掩模板的空間光調制器對光束進行調制，以生成所述多螺旋光束。
5.根據權利要求4所述的多螺旋光束的生成方法，其特征在于，多螺旋相位因子中的螺旋相位總數為3，且相位旋轉因子θn和θn+1之間的差值Δθ為2π/3。
6.根據權利要求4所述的多螺旋光束的生成方法，其特征在于，多螺旋相位因子中的螺旋相位總數為4，且相位旋轉因子θn和θn+1之間的差值Δθ為π/2。
7.根據權利要求4所述的多螺旋光束的生成方法，其特征在于，多螺旋相位因子中的螺旋相位總數為5，且相位旋轉因子θn和θn+1之間的差值Δθ為π/6。
8.根據權利要求4所述的多螺旋光束的生成方法，其特征在于，多螺旋相位因子中的螺旋相位總數為2，所述多螺旋相位因子中的相位旋轉因子θ1＝π，θ2為0、π/4、π/2和3π/4中任一數值。
9.一種光調制器，其特征在于，所述光調制器用于生成如權利要求1至權利要求2中任一項所述的多螺旋相位掩模板。
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