[发明专利]矢量光场转换器件及偏振光转换的方法

权利要求书

1.一种矢量光场转换器件，包括沿光轴方向切割的旋光晶体，其特征在于所述旋光晶体的通光长度为螺旋变化，变化函数为：

或者其中，z₀为非旋转部分的长度，为柱坐标角度坐标，z_s为螺旋部分的长度；

通过所述旋光晶体的线偏振光的偏振方向随着作用长度的发生旋转，其旋转角度为或者其中ρ为旋光率，也即通过旋光晶体的线偏振光转化为偏振方向与柱坐标角度坐标有关的径向偏振光；当旋转实现一个周期即螺旋部分的长度与转动角度之间的关系需满足此时线偏振光转化为径向偏振光，直接输出径向偏振光。

2.如权利要求1所述的矢量光场转换器件，其特征在于还有一个沿光路方向在旋光晶体后面放置的波片，所述波片是全波片或半波片；半波片用于将径向偏振光转换为角向偏振光。

3.如权利要求1或2所述的矢量光场转换器件，其特征在于所述旋光晶体为石英或硅酸铋晶体。

4.如权利要求1或2所述的矢量光场转换器件，其特征在于所述旋光晶体至少一个表面是平面；所述旋光晶体旋转部分的长度z_s为实现n个整数周期转换时的长度，优选的，n=1~10个整数周期。

5.如权利要求1或2所述的矢量光场转换器件，其特征在于所述旋光晶体的半径为0.1mm~25mm，优选的旋光晶体的半径为1mm~10mm。

6.如权利要求2所述的矢量光场转换器件，其特征在于所述半波片是对所需转换光场的波长可进行π相位延迟的波片，半波片半径与旋光晶体半径相同，半波片厚度为0.1mm~5mm。

7.如权利要求1或2所述的矢量光场转换器件，其特征在于旋光晶体器件入射表面或两面镀以对入射光波长高透过的增透膜。

8.一种偏振光转换的方法，包括使用如权利要求1~7任一项所述的矢量光场转换器件，以线偏振光为入射光，且使光垂直入射到矢量光场转换器件的旋光晶体的平面表面上，线偏振光通过矢量光场转换器件的旋光晶体转化为径向偏振光；该径向偏振光可直接输出；或者，

沿光路方向在旋光晶体后面放置一个半波片，该径向偏振光通过半波片转换为角向偏振光输出。