【技术实现步骤摘要】
多层涡旋光束的产生方法及系统
本专利技术涉及光学技术及光场调控领域，特别是涉及一种多层涡旋光束产生方法和系统。
技术介绍
涡旋光束是一类具有螺旋相位波前的特殊光场，中心存在一个暗核，所以呈聚焦于环状、而非点状的光场。同时涡旋光束还携带轨道角动量，其大小由拓扑荷值决定。拓扑荷值可以为任意整数，也就是说光子的轨道角动量具有高维性，该特性使得涡旋光束被应用于多个领域，如量子信息、量子计算、光通信等。涡旋光束还可以用来旋转粒子，因其具有的轨道角动量可以转移给粒子，从而驱使粒子作旋转运动。正是因为涡旋光束具有螺旋相位波前和轨道角动量的两大特性，所以该光束在微粒操控、光通信、量子密码学、光学微加工、生物医学等领域具有广泛的应用。然而，目前涡旋光束多为利用干涉产生的全息图来产生，一般需要引入参考光束，对实验环境要求较高，而且通常产生的仅为单涡旋光束。为了拓展涡旋光场在光学微操纵、光学微加工、生物光子学、光通信等领域的应用，急需开发更加便捷、灵活可调的涡旋光场。
技术实现思路
基于此，有必要针对以上问题，提供一种多层涡旋光束的产生方法和系统。一种多层涡旋光束的产生方法，包括步骤：生成...
【技术保护点】
1.一种多层涡旋光束的产生方法，其特征在于，包括步骤：生成高斯光束，并将所述高斯光束传输至空间光调制器；于所述空间光调制器加载一构造相位图，其中所述构造相位图由零等相位、涡旋相位以及2π相位组成；通过所述空间光调制器加载的所述构造相位图对所述高斯光束进行相位调制，并通过傅里叶透镜进行傅里叶变换，得到多层涡旋光束。
【技术特征摘要】
1.一种多层涡旋光束的产生方法，其特征在于，包括步骤：生成高斯光束，并将所述高斯光束传输至空间光调制器；于所述空间光调制器加载一构造相位图，其中所述构造相位图由零等相位、涡旋相位以及2π相位组成；通过所述空间光调制器加载的所述构造相位图对所述高斯光束进行相位调制，并通过傅里叶透镜进行傅里叶变换，得到多层涡旋光束。2.根据权利要求1所述的多层涡旋光束的产生方法，其特征在于，所述构造相位图通过以下方法得到：(1)设计多个子环形相位，其中，所述子环形相位由相位值为0的环形等相位以及拓扑荷数为ln的环形涡旋相位组成，其中ln为任意正负整数，第n个环形相位的表达式如下：其中，(r,θ)为极坐标；rn1表示第n个环形零等相位的内圆半径；rn2表示第n个环形零等相位的外圆半径；rn3表示第n个环形涡旋相位的外圆半径；第n个环形涡旋相位的内圆半径等于第n个环形零等相位的外圆半径，且rn3≤r(n+1)1；n＝1,2,3···,N；N为大于或等于2的整数；Rn表示第n个子环形相位的径向平移因子，用来实现对涡旋光束的调控，Rn＞0；(2)形成构造相位图，所述构造相位图由N个子环形相位以及多个2π相位，每两个相邻的所述子环形相位之间设置一个2π相位，所述构造相位图的中心为2π相位，所述构造相位图的表达式如下：3.根据权利要求2所述的多层涡旋光束的产生方法，其特征在于，对所述高斯光束进行相位调制，调制之后的光束表达式为其中w0为高斯光束的束腰半径。4.根据权利要求1所述的多层涡旋光束的产生方法，其特征在于，在所述将所述高斯光束传输至空间光调制器之前还包括：对所述高斯光束进行准直扩束的步骤。5.一种多层...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。