[发明专利]一种线偏振光到径向偏振光的光学转换器

权利要求书

1.一种线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，包括从线偏振激光光源(1)输出的线偏振激光经过同轴的偏振转换系统(3)、对称半螺旋式相位补偿器(4)、π相位跃迁片(5)；所述偏振转换系统(3)、π相位跃迁片(5)依次设置；

所述偏振转换系统(3)用于对光的偏振方向进行零到180度旋转；其包括两片四分之一波片和夹在两四分之一波片之间的对称半螺旋式相位调制器，所述两片四分之一波片快轴方向呈正交，对称半螺旋式相位调制器的快轴方向与两个四分之一波片的快轴方向夹角为45度；

所述对称半螺旋式相位补偿器(4)用于补偿偏振转换系统(3)引起的整体空间相移；

所述π相位跃迁片(5)用于对特定部分光束的偏振方向进行180度反转；

所述对称半螺旋式相位调制器的厚度在其一半区域内先螺旋减小，在其另一半区域内厚度再螺旋增加，厚度减小和增加的趋势相同，构成对称的闭合曲面；所述对称半螺旋式相位补偿器(4)的厚度在其一半区域内先螺旋增加，在其另一半区域内厚度再螺旋减小，厚度增加和减小的趋势相同，从而构成对称闭合曲面。

2.根据权利要求1所述的线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，在线偏振激光光源(1)与偏振转换系统(3)之间设置有半波片(2)，所述半波片(2)用于调节线偏振激光的偏振方向，使其与对称半螺旋式相位调制器的对称轴平行。

3.根据权利要求1所述的线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，所述π相位跃迁片(5)其表面积的一半对应的材料厚度比另一半厚度大λ(1/2+N)/(n₀-1)，并且较薄部分的厚度为Nλ，其中，λ为激光波长，N为正整数，n₀为材料折射率。

4.根据权利要求1所述的线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，所述π相位跃迁片(5)为采用具有高透过率的各向同性介质。

5.根据权利要求1所述的线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，所述对称半螺旋式相位调制器对应某一线偏振光的波长，能够在快轴和慢轴之间产生的相位延迟量δ与空间方位角θ的关系满足：δ＝2θ，θ∈[0,π]；δ＝4π-2θ，θ∈[π,2π]。

6.根据权利要求1所述的线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，对称半螺旋式相位补偿器(4)可以和π相位跃迁片(5)合二为一。

7.根据权利要求1所述的线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，对称半螺旋式相位调制器采用单轴、双折射晶体材料。

8.根据权利要求1所述的线偏振光到径向偏振光的光学转换器，其特征在于，对称半螺旋式相位补偿器采用各向同性介质，不改变入射线偏振激光的偏振方向。