[发明专利]利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法

权利要求书

1.一种利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、根据待生成特殊结构关联部分相干光束的关联结构及其相干长度确定其在对应人工微结构区域各元胞位置处的相位；

S20、计算各元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度；

S30、将具有不同的旋转角度的纳米元胞在对应的元胞位置处进行排布，构建用于实现光束关联结构以及相干长度调控的人工微结构；

S40、将聚焦后的光束入射到构建的人工微结构表面，根据需求选取所述人工微结构的入射区域，并获得相应关联结构以及相应相干长度的部分相干光束；

所述步骤S10中人工微结构的相位分布公式为：

其中，为所述人工微结构在其不同元胞位置处的相位，T(ρ)为根据待生成特殊关联结构部分相干光束的功率谱密度(PSD)计算得到的复相位分布，arg[]为对所述人工微结构的复相位分布提取相位部分从而实现所述人工微结构的纯相位调控；

所述步骤S40中根据需求选取所述人工微结构的入射区域，并获得相应关联结构以及相应相干长度的部分相干光束，具体包括：

根据所需光束关联结构及其相干长度大小确定人工微结构各元胞位置处的相位分布，各元胞位置处的相位分布由待产生特殊关联结构光束的功率谱密度函数(PSD)调控，功率谱密度函数(PSD)中包含了待产生特殊关联结构部分相干光束的关联结构及其相干长度的信息，通过计算不同关联结构以及相干长度的特殊关联结构部分相干光束的功率谱密度函数(PSD)得到所述人工微结构的相位分布，从而实现对入射光场关联结构及其相干长度的精准调控。

2.如权利要求1所述的利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，其特征在于，所述步骤S20，具体包括：

根据相位关系公式和所述待生成特殊结构关联部分相干光束在各元胞位置处的相位分别计算各元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度。

3.如权利要求2所述的利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，其特征在于，所述相位关系公式为：

其中，为所述人工微结构在第i个元胞位置处的相位，θ_i为第i个元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度。

4.如权利要求1所述的利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，所述特殊关联结构部分相干光束为焦场处的拉盖尔高斯关联部分相干光束。

5.如权利要求1所述的利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，其特征在于，所述步骤S30中构建的人工微结构为纳米元胞排列组成的阵列结构。

6.如权利要求5所述的利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，其特征在于，所述纳米元胞为二氧化钛切角长方柱元胞，包括二氧化硅衬底和位于二氧化硅衬底上的切角长方柱。

7.如权利要求6所述的利用人工微结构调控光束关联结构及其相干长度的方法，其特征在于，所述二氧化硅衬底为方形，边长p＝330nm，长方柱的尺寸为：长L＝260nm，宽w＝90nm，切角长度a＝40nm，高h＝450nm。