[实用新型]一种产生二阶涡旋光束的装置

说明书

本实用新型公开了一种产生二阶涡旋光束的装置，包括平整的金属箔基片，其上排布的透光小孔以及夹持框。金属箔基片上共有180个透光小孔；相邻透光小孔相对金属箔基片的方位角差别为2度。由于各透光小孔相对于金属箔基片距离的不同使得小孔按照一种特殊的螺旋线排列在金属箔基片上。本实用新型成本低，效率高，适用于所有光波长范围，有很好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种二阶涡旋光束的产生装置。

背景技术

携带轨道角动量的涡旋光束已经被广泛应用于自由空间通信、光学微操纵以及量子光学信息处理等多种领域。人们已经利用多种多样的方法手段来获取具有较高拓扑态的涡旋光束。其中，最具代表性的是基于傅里叶变换的空间光调制器、基于衍射的叉状全息、基于相位调制的螺旋相位板以及基于分波面干涉的多孔衍射屏。然而，这些方法大多基于复杂或者较为昂贵的器件设计。在某些条件下，人们也可以利用规则多孔屏在平面光照射条件下产生涡旋光束。但是，这些产生的光束所具有的的涡旋态被限制在1或者-1，限制了所产生涡旋的应用。

发明内容

本实用新型的目的是为解决上述不足，提供一种产生二阶涡旋光束的多孔干涉装置。

本实用新型采用以下技术方案来解决现有的技术问题。

一种产生二阶涡旋光束的装置，包括平整的金属箔基片，其上排布的透光小孔以及夹持框。金属箔基片上共有180个透光小孔；相邻透光小孔相对金属箔基片的方位角差别为2度。由于各透光小孔相对于金属箔基片距离的不同使得小孔按照一种特殊的螺旋线排列在金属箔基片上。各透光小孔的具体位置分布详见本说明书“具体实施方法”部分。

本实用新型有益效果：本实用新型成本低，效率高，适用于所有光波长范围，有很好的应用前景。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实例来描述本实用新型。但是应该说明，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，一种产生二阶涡旋光束的装置，包括1、金属箔基片2、透光小孔3、金属箔基片夹持框。金属箔基片2尺寸为6.0mm×6.0mm，厚度为0.1毫米，不透光。金属箔基片夹持框3为平整金属框，用于夹持并保证金属箔基片1的平整，框内边尺寸5.0mm×5.0mm，框外边尺寸1.0cm×1.0cm，厚度1mm。

如图1所示，本实用新型共180个透光小孔，每个小孔的直径均为20微米，第n个小孔相对于金属箔基片2中心O点的方位角为θ_n=2(n-1)度。第一个小孔与O点相距l₀=1.5mm，其余第n个小孔与O点相距l_n满足(z²+l_n²)^1/2-(z²+l₀²)^1/2=(n-1)mλ/180微米，其中，z为本实用新型产生光学涡旋的位置与本实用新型的垂直距离，m为所产生光学涡旋的拓扑态，λ为光学涡旋的波长。各小孔围绕O点呈螺旋型排列。

以使用波长630nm光在距离其后z=1m处产生拓扑态为2的光学涡旋为例，本实用新型中各小孔的具体坐标如表1所示。

表1 各小孔具体位置坐标（单位：微米）