复合达曼涡旋光栅

摘要

一种复合达曼涡旋光栅，该复合达曼涡旋光栅主要有两个携带大小相等、符号相反的基础拓扑荷的达曼涡旋光栅按照等宽环形区域由内到外依次交替组合而成。所述的复合达曼涡旋光栅在远场可以同时产生多个等强度的花瓣状衍射光斑。通过调节组成复合达曼涡旋光栅的两个达曼涡旋光栅之间的横向相对位移，可以实现所产生的花瓣状光斑沿圆周方向的可控旋转。这种旋转可控的花瓣状光斑在光学操控等方面具有重要的潜在应用价值。

主权项

一种复合达曼涡旋光栅，其特征在于是由两个携带大小相等、符号相反的基础拓扑荷±l₀的达曼涡旋光栅按照等宽环形区域由内到外依次交替组合而成的一种二元纯相位调制器件，其透过率函数满足关系式：其中，r₁＝r₂‑r₁＝,…,＝r_q+1‑r_q,q＝1,2,…,Q，Q为等宽环形区域总的数目；函数circ(r/r_q)为：$\mathrm{circ}\left(\frac{r}{r_q}\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& r\le r_q\\ 0& r>r_q\end{array}\right.$函数为携带大小相等、符号相反的两个达曼涡旋光栅的相位分布函数，表示为：其中Bin{.}表示二值化操作，即大于零的值取为1，小于零的值取为0；Λ为周期；dx＝|dx₊‑dx_‑|为两达曼涡旋光栅之间的横向相对位移，其中dx±分别为组成该复合达曼涡旋光栅的两个达曼涡旋光栅对应的横向位移；第m个衍射级次对应的达曼系数C_m为：$C_m=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{2\mathrm{m\pi }}[1+2\underset{n=1}{\overset{N-1}{\Sigma }}{(-1)}^n\exp \left({-i2\mathrm{\pi mx}}_n\right)+{(-1)}^N\exp \left({-i2\mathrm{\pi mx}}_N\right)],m\ne 0& \\ 2\underset{n=1}{\overset{N-1}{\Sigma }}{(-1)}^n{x}_n+{(-1)}^N{x}_N,& m=0\end{array}\right.$其中，{x_n}为归一化相位转折点，n＝1,2,…,N；N为归一化相位转折点的总的数目。