[发明专利]一种嫁接涡旋光束的掩模板的设计方法

权利要求书

1.一种嫁接涡旋光束的掩模板的设计方法，其特征在于：

结合一个嫁接螺旋相位因子、一个闪耀光栅以及一个锥透镜透过率函数，得到该嫁接涡旋光束掩模板的复透过率函数t_G，其复透过率函数具体表达式为：

t_G＝t_τexp(i·E_G+Q)

其中，t_τ是锥透镜复透过率函数；E_G为嫁接螺旋相位因子；Q为闪耀光栅的相位表达式；其中，所述的闪耀光栅用于分离所需的嫁接涡旋光束与零级光斑，其表达式为：

其中，D为该闪耀光栅的相位周期；

将该复透过率函数t_G通过计算机加载到空间光调制器中，即可产生所述的嫁接涡旋光束的掩模板。

2.根据权利要求1所述的一种嫁接涡旋光束的掩模板的设计方法，其特征在于：所述的锥透镜透过率函数t_τ表达式为：

其中，r为极坐标系下的径向参数，R为锥透镜的光瞳半径，n为锥透镜的折射率，α为锥透镜的锥角，k为波矢。

3.根据权利要求1所述的一种嫁接涡旋光束的掩模板的设计方法，其特征在于：所述的嫁接螺旋相位因子E_G的表达式为：

其中，(r,θ)是极坐标；angle(·)为对该嫁接螺旋相位因子求相位的函数；rect(·)是矩形函数，用来对光学涡旋的两个或多个螺旋相位因子进行嫁接；N是嫁接的螺旋相位因子的数量；m_n’是嫁接的光学涡旋的拓扑荷；通过调控嫁接的光学涡旋的拓扑荷m_n’的值，可以调控所产生的嫁接涡旋光束环上的局部光扳手力的大小和方向。

4.利用权利要求1-3任一项所述的设计方法制备的掩模板产生嫁接涡旋光束的方法，其特征在于：

将平行光照射在输入有嫁接涡旋光束相位掩模板的空间光调制器上，由空间光调制器反射的光束经由傅里叶变换透镜，即可在远场得到所需的光环上局部光扳手力可自由调控的嫁接涡旋光束。