[发明专利]双耳圆形衍射光阑及涡旋光拓扑荷数检测系统与检测方法

权利要求书

1.一种双耳圆形衍射光阑，其特征在于，包括双耳圆形衍射孔，所述双耳圆形衍射孔由双纽线、圆心均位于所述双纽线的对称中心的第一圆弧和第二圆弧构成；

其中，所述第一圆弧连接于所述双纽线的上侧，所述第二圆弧连接于所述双纽线的下侧，所述双纽线的横向长度与所述第一圆弧的半径之比为(2.5-3.2)：1；所述双耳圆形衍射孔左右对称。

2.根据权利要求1所述的双耳圆形衍射光阑，其特征在于，所述第二圆弧的半径不等于所述第一圆弧的半径，形成上下非对称结构。

3.根据权利要求1所述的双耳圆形衍射光阑，其特征在于，所述双纽线的横向长度与所述第一圆弧的半径之比为31：11。

4.根据权利要求3所述的双耳圆形衍射光阑，其特征在于，所述第一圆弧的半径为0.55mm，所述第二圆弧的半径为0.605mm，所述双纽线的横向长为1.55mm。

5.一种涡旋光拓扑荷数检测系统，其特征在于，按照光束传播路径，依次包括涡旋光生成模块、光阑衍射模块和光强检测模块，所述光阑衍射模块中设置有权利要求1-4任一项所述的双耳圆形衍射光阑，用于衍射入射到所述光阑衍射模块上的涡旋光束。

6.根据权利要求5所述的涡旋光拓扑荷数检测系统，其特征在于，按照光束传播路径，所述涡旋光生成模块依次包括：用于产生高斯光束的光源、用于改变光偏振方向的偏振片、用于改变光的相位的涡旋光产生装置和用于筛选涡旋光的光阑，其中，所述涡旋光产生装置为反射式相位型空间光调制器、螺旋相位板或者超表面。

7.根据权利要求5所述的涡旋光拓扑荷数检测系统，其特征在于，按照光束传播路径，所述光阑衍射模块依次包括：用于发生衍射的衍射屏、用于调节光偏振的偏振镜和用于产生傅里叶变换的傅里叶变换单元，其中，所述衍射屏上加载有所述双耳圆形衍射光阑。

8.根据权利要求5所述的涡旋光拓扑荷数检测系统，其特征在于，按照光束传播路径，所述光强检测模块依次包括：用于扩束的光束放大系统和用于记录的光强拍摄装置，其中，所述光束放大系统为两个共焦的凸透镜组合或扩束镜。

9.根据权利要求8所述的涡旋光拓扑荷数检测系统，其特征在于，两个共焦的凸透镜的焦距分别为25mm和75mm，所述光强拍摄装置为CCD探测器。

10.一种涡旋光拓扑荷数检测方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的双耳圆形衍射光阑对涡旋光进行衍射，得到涡旋光的远场衍射强度分布，然后对所述远场衍射强度分布进行探测。