復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵的制作方法
【專利摘要】一種復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵，該復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵主要有兩個(gè)攜帶大小相等、符號(hào)相反的基礎(chǔ)拓?fù)浜傻倪_(dá)曼渦旋光柵按照等寬環(huán)形區(qū)域由內(nèi)到外依次交替組合而成。所述的復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵在遠(yuǎn)場可以同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)等強(qiáng)度的花瓣?duì)钛苌涔獍摺Ｍㄟ^調(diào)節(jié)組成復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵的兩個(gè)達(dá)曼渦旋光柵之間的橫向相對位移，可以實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的花瓣?duì)罟獍哐貓A周方向的可控旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)可控的花瓣?duì)罟獍咴诠鈱W(xué)操控等方面具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及新型衍射光學(xué)元件，特別是一種復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵。

【背景技術(shù)】
[0002] 渦旋光束是指具有螺旋相位波前的激光束，其螺旋相位可以表示為exp(i/勿，其中 1稱為該螺旋相位的拓?fù)浜?，A為角向坐標(biāo)。正是由于這種螺旋相位波前結(jié)構(gòu)，渦旋光束的 中心點(diǎn)具有相位不確定點(diǎn)，這個(gè)特殊的點(diǎn)稱為相位奇點(diǎn)，并且在該點(diǎn)處的幅值為零。另外， 這種渦旋光束的能流密度矢量具有一個(gè)切向分量，因而具有軌道角動(dòng)量。這種軌道角動(dòng)量 可以傳遞到被輻射的微粒上，因而渦旋光束在粒子（細(xì)胞）操控等方面具有極大的應(yīng)用前 景。最近，人們開始注意到，如果兩個(gè)攜帶相反拓?fù)浜傻臏u旋光束同軸疊加，將會(huì)在角向產(chǎn) 生多個(gè)花瓣?duì)畹姆至⒐獍?。這種花瓣?duì)罟獍呖梢酝瑫r(shí)捕獲多個(gè)微粒，同時(shí)，通過控制花瓣?duì)?光斑的旋轉(zhuǎn)，可以自由地控制多個(gè)被捕獲的微粒的轉(zhuǎn)動(dòng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種可以簡單有效地產(chǎn)生多個(gè)花瓣?duì)罟獍哧嚵械膹?fù)合達(dá) 曼渦旋光柵，該復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵是通過組合兩種攜帶大小相同、符號(hào)相反基礎(chǔ)拓?fù)浜傻?達(dá)曼渦旋光柵實(shí)現(xiàn)的。通過調(diào)節(jié)兩光柵之間的相對位移，即可實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的花瓣?duì)罟獍叩?旋轉(zhuǎn)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：
[0005] -種復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵，其特征在于所述復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵是由兩個(gè)攜 帶大小相等、符號(hào)相反的基礎(chǔ)拓?fù)浜伞?〇的達(dá)曼渦旋光柵按照等寬環(huán)形區(qū)域由 內(nèi)到外依次交替組合而成的一種二元純相位調(diào)制器件，其透過率函數(shù)滿足關(guān)系式

【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵，其特征在于是由兩個(gè)攜帶大小相等、符號(hào)相反的基礎(chǔ)拓?fù)?荷±1〇的達(dá)曼渦旋光柵按照等寬環(huán)形區(qū)域由內(nèi)到外依次交替組合而成的一種二元純相位 調(diào)制器件，其透過率函數(shù)滿足關(guān)系式：
函數(shù)o±(r，的為攜帶大小相等、符號(hào)相反的兩個(gè)達(dá)曼渦旋光柵的相位分布函數(shù)，表示 為：
其中Bin {.}表示二值化操作，即大于零的值取為1，小于零的值取為0;A為周期；dx =|dx+-dx_|為兩達(dá)曼渦旋光柵之間的橫向相對位移，其中dx土分別為組成該復(fù)合達(dá)曼渦 旋光柵的兩個(gè)達(dá)曼渦旋光柵對應(yīng)的橫向位移；第m個(gè)衍射級次對應(yīng)的達(dá)曼系數(shù)Cm為：
其中，{xn}為歸一化相位轉(zhuǎn)折點(diǎn)，n = 1，2,…，N ;N為歸一化相位轉(zhuǎn)折點(diǎn)的總的數(shù)目。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵，其特征在于組成所述的復(fù)合達(dá)曼渦旋光 柵的兩個(gè)達(dá)曼渦旋光柵之間的相對橫向位移dx可以通過空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)的方式動(dòng)態(tài)調(diào) 節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的花瓣?duì)罟獍哐刂窍蚩煽氐匦D(zhuǎn)，并且橫向相對位移dx與花瓣?duì)罟?斑旋轉(zhuǎn)角度0之間的關(guān)系為0 = Jidx/A L，其中A為復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵的光柵周期，、 為復(fù)合達(dá)曼渦旋光柵的基礎(chǔ)拓?fù)浜伞?br> 【文檔編號(hào)】G02B26/06GK104280802SQ201410553491
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】余俊杰, 周常河, 賈偉, 盧炎聰, 項(xiàng)長鋮, 李樹斌 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所