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申请/专利权人：中国科学院光电技术研究所
摘要：本发明涉及一种涡旋光束阵列的生成方法和装置。本发明利用微透镜阵列的空间分割特性，可以将入射的单束涡旋光束，整形为涡旋光束阵列。得到的涡旋光束阵列中的每个涡旋光束的拓扑荷数相同，且与源涡旋光束的拓扑荷数一致。该方法能够简单方便的生成涡旋光束阵列，装置简洁，系统高效，而且还可以更换不同参数的微透镜阵列来得到不同维度的涡旋光束阵列。
主权项：1.一种涡旋光束阵列的生成方法，其特征在于：该方法包括步骤如下：步骤1：激光器1发射高斯光束；步骤2：发射的高斯光束经过螺旋相位板3，转换为涡旋光束；步骤3：转换的涡旋光束在经过微透镜阵列4，光场被空间分割，然后继续传输；步骤4：使用透镜5，在焦面上观察涡旋光束阵列，或者直接在远场观察；其中，采用微透镜阵列4的目的，是将涡旋光场分割，各子光束继续传输时会相干叠加在远场形成涡旋光束阵列；其中，激光器1生成的高斯光束经过螺旋相位板3得到的光场可以表示为如下： 1其中，x,y是输入面的空间直角坐标，ω是高斯光束束腰，i是虚数，l是涡旋光束的拓扑荷数，微透镜阵列4的透过率函数可表示为如下： 2其中，k=2πλ是波数，λ是波长，d是每个子透镜的尺寸，f是微透镜阵列的焦距；公式1的光场经过微透镜阵列后，再经过透镜5聚焦，可以用傅里叶变换来表述： 3根据傅里叶变换与卷积的性质，公式3可以进行如下变换： 4公式4中，fx,fy是透镜5焦面上的坐标，最后得到涡旋光场是Ex,y的傅里叶变换与梳妆函数乘上一个包络的卷积，由于Ex,y的傅里叶变换仍是涡旋光场，因此，透镜5焦面上的光场是涡旋光束阵列，而且，从公式4中，可以看出，生成的涡旋光束阵列的周期与微透镜阵列的周期成倒数关系，而且，由于sinc包络函数的中心主瓣的宽度为2d，因此涡旋光束阵列的大小也与微透镜阵列的周期有关。
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权利要求：
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