[发明专利]一种结构可控的紧排列完美涡旋阵列掩膜板的设计方法

摘要

一种结构可控的紧排列完美涡旋阵列掩膜板的设计方法，首先，利用格点晶格内部坐标取值的选取，实现晶格原包向四周的延拓，得到格点坐标矩阵’；后通过坐标变换矩阵进行坐标变换得到逻辑运算单元’，再次通过进行逻辑运算进而得到结构可控的阵列格子坐标矩阵；将结构可控的阵列格子坐标矩阵结合公式得到结构可控的紧排列完美涡旋阵列掩模板复透过率函数；然后将复透过率函数结合闪耀光栅相位因子生成掩模板，该发明利用计算全息原理，通过全局混合相位掩模技术，计算机编码得到结构可控的紧排列完美涡旋阵列掩模板，从而在远场产生该完美涡旋阵列，这种完美涡旋阵列具有结构可控的特点，因而在光通信领域具有重要的应用价值。

主权项

1.一种结构可控的紧排列完美涡旋阵列掩膜板的设计方法，其特征在于：步骤如下：步骤一、根据固体物理晶格阵列的原理，利用格点晶格内部坐标取值的选取，实现晶格原包向四周的延拓，得到格点坐标矩阵Ln’；步骤二、利用步骤一得到格点坐标矩阵Ln’通过坐标变换矩阵进行坐标变换得到逻辑运算单元Xn’；步骤三、将步骤二得到的逻辑运算单元Xn’进行逻辑运算进而得到结构可控的阵列格子坐标矩阵；步骤四、将步骤三得到的结构可控的阵列格子坐标矩阵带入公式得到结构可控的紧排列完美涡旋阵列掩模板复透过率函数t；其中，circ(ρ)为圆形光阑，为极坐标径向及角向变量；(x,y)为极坐标所对应的直角坐标系；j为虚数单位；k为波数；n1为锥透镜的折射率；完美涡旋总数为N，A、M为N行1列的矩阵，分别控制着每个完美涡旋的半径与拓扑荷；L_n’为N行2列的矩阵，代表着阵列格子的晶格内部坐标；T_n’为晶格坐标系对直角坐标系的变换矩阵，LOGIC(X_n’,N’)为逻辑运算函数，代表在逻辑运算单元X_n’之间进行逻辑运算，其中N’为逻辑运算单元的总个数，sum(.)为矩阵元素求和函数；步骤五、将上述得到的掩模板的复振幅透过率函数t结合闪耀光栅相位因子生成结构可控的紧排列完美涡旋阵列掩模板T，掩模板T的表达式为：其中，D为闪耀光栅周期。