[发明专利]一种矢量贝塞尔光束生成装置

说明书

本发明公开一种矢量贝塞尔光束生成装置，该装置包括空间光调制器、第一透镜、空间滤波器、第二透镜和光栅，空间光调制器上加载了全息光栅，用于衍射空间光调制器调节之后的调制光，形成具有相反涡旋相位且强度是贝塞尔分布的衍射光，衍射光透过第一透镜后经空间滤波器滤波，形成左旋圆偏光和右旋圆偏光，左旋圆偏光和右旋圆偏光透过第二透镜后经过光栅叠加，形成矢量贝塞尔光束。该装置只需要通过调节全息光栅改变衍射光的涡旋相位，就能形成不同阶数的矢量贝塞尔光束，操作过程简单可行。

技术领域

本发明涉及光学领域，特别是涉及一种矢量贝塞尔光束生成装置。

背景技术

传统的贝塞尔光束，是通过一个锥透镜生成的，若需要得到高阶的贝塞尔光束，即携带轨道角动量的贝塞尔光束，则需要相位突变单元对垂直入射的圆极化电磁波的交叉极化透射分量引入与其分布位置相关的相位突变，并通过将产生涡旋波束所需要的相位分布和产生贝塞尔波束所需要的相位分布进行叠加，使透射场中交叉极化分量呈现携带轨道角动量的贝塞尔波束传播特性。该方法操作复杂，并且生成的贝塞尔光束的种类有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种矢量贝塞尔光束生成装置，可以生成不同阶数的矢量贝塞尔光束，并且操作过程简单可行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种矢量贝塞尔光束生成装置，所述装置包括：

空间光调制器SLM，用于接收并调节线偏振光的相位，形成调制光；

全息光栅，加载在所述SLM上，用于衍射所述调制光，形成衍射光；所述全息光栅的透过率为：

其中x为所述衍射光在空间坐标中的横坐标，y为所述衍射光在所述空间坐标中的纵坐标；f为所述全息光栅的空间载频，d为所述全息光栅的周期，为所述全息光栅的旋向坐标，r为所述全息光栅的径向坐标，为所述衍射光的初始相位，n为所述衍射光的拓扑荷数；

空间滤波器，与所述SLM对应设置，用于对所述衍射光进行滤波；

第一波片和第二波片，分别设置在所述空间滤波器上，用于对滤波后的所述衍射光进行转换，形成左旋圆偏光和右旋圆偏光；

光栅，与所述空间滤波器对应设置，用于叠加所述左旋圆偏光和所述右旋圆偏光，形成矢量贝塞尔光束。

可选的，所述装置还包括：

第一透镜，设置于所述SLM与所述空间滤波器之间，所述衍射光透过所述第一透镜聚焦在所述空间滤波器上；

第二透镜，设置于所述空间滤波器和所述光栅之间，所述左旋圆偏光和所述右旋圆偏光透过所述第二透镜透射在所述光栅上。

可选的，所述全息光栅为二维全息光栅。

可选的，所述衍射光为具有相反涡旋相位且强度是贝塞尔分布的衍射光。

可选的，所述衍射光为±1级衍射光。

可选的，所述第一波片和所述第二波片均为四分之一波片。

可选的，所述空间滤波器设置于一倍焦距处。

可选的，所述光栅为朗奇光栅。

可选的，所述第一透镜与所述第二透镜共焦。

可选的，所述第一透镜为凸透镜。