[发明专利]一种可自由调控的中心对称涡旋光束掩模板的设计方法

权利要求书

1.一种可自由调控的中心对称涡旋光束掩模板的设计方法，其特征在于：

结合一个中心对称螺旋相位因子、一个锥透镜透过率函数和一个闪耀光栅的相位表达式，得到该中心对称涡旋光束掩模板的复透过率函数t，其复透过率函数具体表达式为：

t＝t_αexp[i·(angle(E_c)+P)]

其中，t_α为锥透镜透过率函数；E_c为中心对称螺旋相位因子；P为闪耀光栅的相位表达式，angle(·)为对该中心对称螺旋相位因子求相位的函数；

将该复透过率函数t通过计算机加载到空间光调制器中，即得到可自由调控的中心对称涡旋光束掩模板；

所述的锥透镜透过率函数t_α表达式为：

式中，r为极坐标系下的径向参数，R为锥透镜的光瞳半径，n为锥透镜使用的材料的折射率，α为锥透镜的锥角，k为波矢，通过调控锥透镜的锥角可以调控该中心对称涡旋光束的光环半径；

所述的中心对称螺旋相位因子E_c的表达式为：

其中，θ是极坐标系下的角向参数；rect(·)为对四个螺旋相位进行局域选取并重建来得到所需的中心对称螺旋相位的函数；l_n’为四个螺旋相位的拓扑荷，满足关系PRF＝l₁＝-l₂＝l₃＝-l₄，其中，PRF为任意整数，称为相位重建因子，通过调控PRF的大小，可调控所产生的中心对称涡旋光束的光环左右两侧光瓣的大小；

所述的闪耀光栅P的表达式为：

其中，D为该闪耀光栅的相位周期。