偏振转换器、矢量光束生成系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种偏振转换器、矢量光束生成系统及方法，该偏振转换器包括：多个等面积且呈扇形状的分块亚波长介质光栅；其中，所述多个等面积且呈扇形状的分块亚波长介质光栅的光栅周期相同，光栅刻槽的取向相同；通过按预设条件设定所述所有分块亚波长介质光栅的光栅刻槽在空间的取向，将入射至所述偏振转换器的偏振空间均匀的线偏振光转换为多种不同形式的偏振空间不均匀的矢量光束。本发明专利技术实施例能够简化偏振转换器的设计和制作，使得偏振转换器具有更高的能量转换效率，并且生成的矢量光束的偏振纯度更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学
，特别涉及一种。技术背景近年来，随着研究与应用的不断深入，调控光束的偏振态以产生具有空间不均匀 偏振分布的偏振光束引起了学术界的极大关注，成为光学领域的一个研究热点。这种具有 空间不均勻偏振分布的偏振光束被称为矢量光束(Vector beams)。通过有目的地调控光场 空间的偏振态将产生一些新的光学现象或效应，并因此扩展和增强传统光学仪器与系统的 性能，如实现光学超分辨、进行微小粒子捕获、提高材料加工效率和质量等。现有技术中的生成矢量光束的方法根据生成方法是否涉及增益媒质分为有源方 法和无源方法两大类。其中，有源方法通常是直接在激光腔内加入特定偏振模式选择器件 直接输出不同类型的矢量光束；无源方法则是在激光腔外利用特定设计的光学器件和系统 或利用干涉结构通过不同模式叠加，将偏振空间均匀的光束转换为偏振空间不均匀的矢量 光束。专利技术人发现，现有技术中的方法多数只能生成单一波长或较短波段范围的矢量光束， 无法灵活地应用在宽波段的光学系统中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，实现在较宽 波段内灵活地将线偏振光转换为不同偏振分布的矢量光束。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振转换器，其特征在于，所述偏振转换器包括：多个等面积且呈扇形状的分块亚波长介质光栅；其中，所述多个等面积且呈扇形状的分块亚波长介质光栅的光栅周期相同，光栅刻槽的取向相同；通过按预设条件设定所述所有分块亚波长介质光栅的光栅刻槽在空间的取向，将入射至所述偏振转换器的偏振空间均匀的线偏振光转换为多种不同形式的偏振空间不均匀的矢量光束。

【技术特征摘要】
1.一种偏振转换器，其特征在于，所述偏振转换器包括多个等面积且呈扇形状的分块亚波长介质光栅；其中， 所述多个等面积且呈扇形状的分块亚波长介质光栅的光栅周期相同，光栅刻槽的取向相同；通过按预设条件设定所述所有分块亚波长介质光栅的光栅刻槽在空间的取向，将入射至所述偏振转换器的偏振空间均匀的线偏振光转换为多种不同形式的偏振空间不均匀的矢量光束。2.根据权利要求1所述的偏振转换器，在所述多个等面积且呈扇形状的分块亚波长介质光栅中的每一个扇形区域中，所述扇形区域的角平分线与所述入射线偏振光的第一振动方向所成的夹角为Θ，所述光栅刻槽的法线与所述第一振动方向所成的夹角为Φ，则所述入射线偏光透过所述扇形区域的光栅的第二振动方向满足等式Φ =2ΧΦ=ΡΧ Θ，其中，P为生成的矢量光束的偏振级次。3.根据权利要求1或2所述的偏振转换器，其特征在于，所述多个等面积呈扇形状的分块亚波长介质光栅为熔融石英，所述介质光栅在600纳米处的折射率为1. 458。4.根据权利要求3所述的偏振转换器，其特征在于，所述光栅周期为O.52微米，所述偏振转换器的占空比为O. 65，所述光栅刻槽的深度为5. 75微米。5.一种矢量光束生成系统，其特征在于，所述矢量光束生成系统包括 激光器，用于发出激光束； 滤波系统，用于将所述激光束进行滤波； 准直透镜，用于将所述滤波后的激光束准直为平行光束； 扩束系统，用于将所述平行光束调整成适当大小的光斑； 偏振片，用于将所述光斑转换为偏振空间均匀的线偏振光，所述线偏振光的方向由所述偏振片的通光方向确定； 偏振转换器，用于将入射的所述线偏振光转换为偏振空间不均匀的矢量光束； 其中，通过调整所述激光器发出的所述激光束并按预设条件设定所述偏振转换器上的所有分块亚波长介质光栅的光栅刻槽在空间的取向，将入射至所述偏振转换器的偏振空间均匀的线偏振光转换为多种不...

【专利技术属性】
技术研发人员：周哲海，谭峭峰，顾华荣，祝连庆，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，清华大学，
类型：发明
国别省市：