[发明专利]一种基于晶体旋光性产生轴对称矢量光束的方法

摘要

本发明公开了一种基于晶体旋光性产生轴对称矢量光束的方法，该方法包括以下步骤：步骤1，选择旋光晶体，根据环境温度T、待转换的线偏振激光波长λ以及旋光晶体的旋光率α，设计螺旋结构晶体元件；步骤2，配做与螺旋结构晶体元件折射率相同的反向螺旋元件；步骤3，将螺旋结构晶体元件上表面与反向螺旋元件的下表面进行胶合；步骤4，将线偏振激光沿偏振旋转元件的z轴方向入射，并使偏振激光光斑的中心点与偏振旋转元件底面中心同轴，通过调节偏振激光的偏振方向与偏振旋转元件x方向的夹角，获得所需的轴对称矢量光束。本发明元件少，可利用单个元件实现径向、角向以及任意轴对称矢量光束，调节简单。

主权项

1.一种基于晶体旋光性产生轴对称矢量光束的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，选择旋光晶体，根据环境温度T、待转换的线偏振激光波长λ以及旋光晶体的旋光率α，设计螺旋结构晶体元件(1)：建立笛卡尔坐标系，以旋光晶体的光轴为z轴，在垂直于z轴平面内，x轴与y轴相互垂直，在此基础上，定义矢量在x‑y平面的投影与x轴正向沿逆时针的夹角为θ1，加工旋光晶体为螺旋结构晶体元件(1)，所述螺旋结构晶体元件(1)的底面为圆形，半径为r1，侧面上任一点坐标满足x12+y12＝r12；上表面上的点坐标方位角为θ1时，螺旋结构晶体元件(1)的厚度为d＝kθ1+d0，其中k＝1/α，d0为θ1＝0时螺旋结构晶体元件(1)的厚度，满足d0＞0，对应的方位角为θ1的入射光通过该位置后偏振旋转的角度φ0＝α·z0；步骤2，配做与螺旋结构晶体元件(1)折射率相同的反向螺旋元件(2)，所述反向螺旋元件(2)的上表面为圆形，半径为r2；侧面上任一点坐标满足x22+y22＝r22；下表面上的点坐标方位角为θ2时，反向螺旋元件(2)的厚度为d'＝‑kθ2+d1，其中k＝1/α，d1为θ2＝0时反向螺旋元件(2)的高度，满足d1＞360/α；步骤3，将螺旋结构晶体元件(1)上表面与反向螺旋元件(2)的下表面进行胶合，保证螺旋结构晶体元件(1)中θ1与反向螺旋元件(2)中θ2相同的位置对齐，制得偏振旋转元件(3)，所述偏振旋转元件(3)为圆柱体结构，底面半径为r3，所述r1＝r2＝r3，圆柱体的高度h＝d0+d1；步骤4，将线偏振激光(4)沿偏振旋转元件(3)的z轴方向入射，并使偏振激光(4)光斑的中心点与偏振旋转元件(3)底面中心同轴，通过调节偏振激光(4)的偏振方向与偏振旋转元件(3)x方向的夹角，获得所需的轴对称矢量光束(5)。