申请/专利权人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学

申请日：2022-03-02

公开（公告）日：2024-02-09

公开（公告）号：CN114755822B

主分类号：G02B27/00

分类号：G02B27/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.09#授权;2022.08.02#实质审查的生效;2022.07.15#公开

摘要：本发明涉及一种基于改进算法的大拓扑荷数完美涡旋光制备方法。根据基于傅里叶分析的复振幅调制方法，利用对相位项加入限制光环半径大小的分量以及贝塞尔光束的相位信息实现对光场信息的重建与调制，提出了一种基于改进算法的大拓扑荷数完美涡旋光束制备方法。不同于目前已有的基于振幅相位元件和锥透镜法制备完美涡旋光束的传统方法，本方法通过对已有的完美涡旋光算法进行了融合改进，提出了一种新型的制备完美涡旋光束的算法，设计全息图，并且通过实验成功制备了拓扑荷数高达120的完美涡旋光束。本方法相较于传统算法在光场信息的重建以及完美涡旋光拓扑荷数极限值方面取得了良好的效果，本方法属于光场调制范畴，可以应用于光学衍射元件的设计。

主权项：1.一种基于改进算法制备大拓扑荷数完美涡旋光的方法，其特征在于：对已有的基于振幅相位光学元件和锥透镜制备完美涡旋光束的算法进行融合，得出光场信息表达式为式中ω0为高斯光束在透镜焦平面上的光腰半径，ωg为高斯项的光腰半径，Im·为第一类m阶贝塞尔函数，φ代表涡旋光的相位参数，l代表涡旋光的拓扑荷数，R代表涡旋光半径，r为极坐标下的向量长度，可以看出在该公式中除去涡旋光束相位项以及常数项，剩余的两项均近似为环形的高斯分布，通过公式其中ρ为极坐标下的位置向量，Δ代表光束的宽度，可以控制光束光环大小的相位分量对剩余两项进行替代完成对完美涡旋光束光环半径大小的控制，在此基础上，完美涡旋光是由贝塞尔光束转化得来，考虑引入贝塞尔光束的相位分布，得出大拓扑荷数完美涡旋光的计算表达式，式中kr为波矢的径向分量，l代表涡旋光的拓扑荷数，r为极坐标下的向量长度，ω0为高斯光束在透镜焦平面上的光腰半径，m代表第一类贝塞尔函数的阶数，实现基于改进算法制备大拓扑荷数完美涡旋光。

全文数据：

权利要求：

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