[发明专利]螺旋达曼波带片及产生三维偶极涡旋达曼阵列的装置

权利要求书

1.一种螺旋达曼波带片，其特征在于所述的螺旋达曼波带片必须结合聚焦物镜使用，其通光孔径必须与聚焦物镜的通光孔径一致，且共轴放置；所述的螺旋达曼波带片为0、π二值相位分布，其具体设计流程如下：

①根据具体应用需要确定轴向焦点数目N_p；

②根据对应的1×N_p的达曼光栅，确定每个周期内加入的归一化位相转折点{x_n}；

③选取傅立叶级数截断级次为M，由归一化位相转折点{x_n}按下列公式算出每个衍射级次对应的傅立叶系数C_m：

Cm=-i2mπ[1+2Σn=1N-1(-1)ne-i2πmxn+(-1)Ne-i2πmxN]m≠02Σn=1N-1(-1)nxn+(-1)NxNm=0]]>

其中：m＝O，±1，±2，...±M；

④根据具体应用需要的轴向间隔Δz，由公式Λ_ξ＝1/Δz确定螺旋达曼波带片对应的波带片相对于ξ的周期Λ_ξ；

⑤由下列公式计算出傅立叶级数和T_SDZP：

其中，为归一化入射光瞳平面上的极坐标，α＝arcsin(NA/n₀)为最大孔径角，其中NA为聚焦物镜数值孔径，n₀为聚焦物镜后场折射率，l为该螺旋达曼波带片的基拓扑荷，A_ξ为该达曼波带片相对的周期，C_m是第m个衍射级次对应的系数；

⑥取T_SDZP的相位，即arctani{mag(T_SDZP)/real(T_SDZP)，imag(·)表示取虚部，real(·)表示取实部；

⑦通过取大于零的相位值为π，小于零的取为0二值化T_SDZP的相位；

⑧选取二值化之后的相位分布即为所设计的螺旋达曼波带片的相位分布。

2.基于权利要求1所述的螺旋达曼波带片的产生三维偶极涡旋达曼阵列的系统，特征在于其构成包括：沿光束前进方向依次是二维达曼光栅(1)、第一透镜(2)、第二透镜(3)；螺旋达曼波带片(4)和聚焦物镜(5)，所述的第一透镜(2)和第二透镜(3)构成共焦透镜组，所述的二维达曼光栅(1)与第一透镜(2)之间的距离为u，所述的聚焦物镜(5)的入射光瞳到第二透镜(3)之间的距离为v，符合下列关系式：

u-f1uf2-f12-f1f2+1v=1f2,]]>

其中：f₁和f₂分别为第一透镜(2)和第二透镜(3)的焦距。