[发明专利]一种相对功率变化小于1dB的光轨道角动量叠加态产生器

权利要求书

1.一种相对功率变化小于1dB的光轨道角动量叠加态产生器。它由柱状偶极子阵列1和2、二氧化硅基底3组成。所述的光轨道角动量叠加态产生器可对入射光进行调制使其获得相位因子其中σ为自旋量子数(σ＝+1和-1分别对应入射光的左旋和右旋两种圆偏振状态)，为方位角，M为一个无量纲的常数，α是一个可变的角度，从而出射光变成轨道角动量叠加态光。本发明的特征是：通过设计适当的M值，所得轨道角动量叠加态光的轨道角动量谱会存在一个平坦区间，平坦区间内的轨道角动量模式数量可高达数十阶且各模式间的相对功率变化小于1dB；此外，通过设计α≠π，不同圆偏振(左旋和右旋两种圆偏振)的入射光情形下，所得轨道角动量叠加态的轨道角动量谱是彼此部分分离的(α＝0时完全分离)，因此本发明具备偏振可控性。

2.根据权利要求1所述的相对功率变化小于1dB的光轨道角动量叠加态产生器，其特征是所述的柱状偶极子阵列1和2中的柱状偶极子由介电常数较高且损耗较低的介质材料制备而成，所选材料可以是非晶硅、氮化硅、磷化镓或二氧化钛。

3.根据权利要求1所述的相对功率变化小于1dB的光轨道角动量叠加态产生器，其特征是所述的柱状偶极子阵列1和2中的柱状偶极子的结构可以是椭圆柱状、多边柱状。

4.根据权利要求1所述的相对功率变化小于1dB的光轨道角动量叠加态产生器，其特征是所述的柱状偶极子阵列1中的柱状偶极子的对称轴的相对旋转角θ与柱状偶极子所在位置的方位角满足关系柱状偶极子阵列2中的柱状偶极子的对称轴的相对旋转角θ与柱状偶极子所在位置的方位角满足关系柱状偶极子阵列1和2嵌套组合，从而能够调制入射光，使其获得相位因子

5.根据权利要求1所述的相对功率变化小于1dB的光轨道角动量叠加态产生器，其特征是常数M的值决定所得轨道角动量叠加态光的轨道角动量谱中平坦区间内的轨道角动量模式数量，因此M的值基于所需的轨道角动量模式数量来设计。

6.根据权利要求1所述的相对功率变化小于1dB的光轨道角动量叠加态产生器，其特征是角度α的值决定不同圆偏振(左旋和右旋两种圆偏振)的入射光情形下，所得轨道角动量叠加态的轨道角动量谱的分离程度，当α＝0时完全分离，因此α的值依据所需两种不同偏振入射情况下角动量谱的分离程度来设计。