[发明专利]光束发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光束发生装置，其产生在光束截面上具有规定的相位分布的光。

背景技术

对于产生在光束截面上具有规定的相位分布的光的光束发生装置，已知有专利文献1及非专利文献1～7所记载的装置。这些文献中记载的光束发生装置产生在光束截面上相位沿圆周方向发生变化的拉盖尔-高斯模式(Laguerre-GaussianMode)光(以下称为“LG模式光”)的装置。这样的LG模式光期待着应用于光镊、量子计算和量子通信等中，目前，在光学/物理领域受到瞩目。

专利文献1：特表2001-523396号公报

非专利文献1：J.Arlt，et al.，Journal of Modern Optics，Vol.45，No.6，pp.1231-1237(1998).

非专利文献2：D.G. Grier，Nature，Vol.424，pp.810-816(2003).

非专利文献3：M.W.Beijersbergen，et al.，Optics Communications，Vol.112，pp.321-327(1994).

非专利文献4：K.Sueda，et al.，Optics Express，Vol.12，No.15，pp.3548-3553(2004).

非专利文献5：N.R.Heckenberg，et al.，Optics Letters，Vol.17，No.3，pp.221-223(1992).

非专利文献6：N.R.Heckenberg，et al.，Optical and QuantumElectronics，Vol.24，No.24，pp.155-166(1992).

非专利文献7：J.Arlt，T.Hitomi，K.Dholakia，Applied Physics，B，Vol.71，pp.549-554(2000).

发明内容

上述的现有的光束发生装置在谋求LG模式光的进一步的应用方面，不具有足够的功能。即，在上述现有的方法中，虽然可以发生在LG模式光中具有高次偏角指数的光，但是，不能够系统地且以在实用性方面有足够的品质的方式产生例如在搬运被捕捉的原子方面具有优选的性质的高次动径指数的LG模式光。本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够产生期待着进一步的应用的LG模式光的光束发生装置。

本发明所涉及的光束发生装置，其特征为，具备：(1)输出相干光的光源；(2)光相位调制元件，输入从光源输出的光，根据该光的光束截面上的位置对该光进行相位调制，并输出该相位调制后的光。进一步，本发明所涉及的光束发生装置的特征在于，在被输入到光相位调制元件上的光的光束截面上，在设定以规定位置为原点的极坐标系(r，θ)，并且设定由以规定位置为中心的p个圆周划分的(p+1)个区域时，在这些(p+1)个区域中，从内侧开始计算的第偶数个区域内的各位置上的相位调制量φ用式“φ＝qθ”表示，从内侧开始计算的第奇数个区域内的各位置上的相位调制量φ用式“φ＝qθ+π”表示。在此，p为自然数，q为0以外的整数。而且，优选光相位调制元件为根据从外部输入的控制信号设定各像素的相位调制量的元件。而且，在n为整数时，任意的相位α和相位(α+2nπ)相互等价，而且，相位调制量的分布φ可以不管偏置值而只以相对值为问题即可。考虑到这些问题，光相位调制元件中的相位调制量φ可以限制在从相位α到相位(α+2π)的范围内，而且，α可以为值0。

本发明所涉及的光束发生装置能够产生期待着进一步的应用的高次LG模式光。

附图说明

图1为本实施方式所涉及的光束发生装置1的构成图。

图2为表示光相位调制元件15中的相位调制量的分布的例子的图。

图3为表示光相位调制元件15中的相位调制量的分布的例子的图。

图4为表示光相位调制元件15中的相位调制量的分布的例子的图。

图5为表示2个光相位调制元件中各自的相位调制量的分布的例子的图。

图6为表示从本实施方式所涉及的光束发生装置1输出的LG模式光的光束截面上的强度分布(实测值)的例子的图。

图7为表示从本实施方式所涉及的光束发生装置1输出的LG模式光的光束截面上的强度分布(理论值)的例子的图。

图8为表示从本实施方式所涉及的光束发生装置1输出的LG模式光的光束截面上的强度分布的例子的图。

符号说明