专利名称：径向对数螺旋位相板的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及产生位相奇点，光学旋涡和超几何合流空心光束的光学位相调制 板。
背景技术：
具有螺旋位相波前和相位奇点的暗中空光束有着非常广泛的应用。它不仅可用于 增大激光腔的模体积，光的光导，频率移动，角动量的改变，而且还可以作为在自聚焦介质 中的暗孤子。涡旋光束所拥有的轨道角动量更可用于自由空间光通信的信息解码。特别是 在光学操控领域极具优势，不仅因为暗中空光束可以捕获低折射率介质，也可以捕获高折 射率介质，而且对生物活细胞的捕获损害较小。另外更重要的是光学旋涡所携带的轨道角 动量可以旋转被捕获的微观粒子。一般涡旋光束的形成可以通过对激光束的调制来实现，。 将被调制激光束通过具有下列位相调制函数的螺旋位相板就可以产生具有螺旋位相波前 和相位奇点的暗中空光束。T(^0) = exp(m ^0)目前常见暗中空光束有拉盖尔-高斯光束和贝塞尔-高斯光束。但还没有产生合 流超几何暗中空光束的器件或方法。
发明内容
为了解决产生合流超几何暗中空光束的问题，本发明设计提供了 一种径向对数螺旋位相板。它的位相调制函数为r(r0^0) = expO>ln^- + ml90)wo(1)r0, θ ^为位相调制板平面极坐标。η为拓扑荷。Wtl为径向坐标放大因子或缩小因 子。Y为径向对数放大因子或缩小因子。本发明专利采用的技术方案是用Matlab对(1)式编程，在高像素模式下用不同 参数％和Y，制作了几种不同拓扑阶数η的相位型光栅模式。例如附
图1，η = 4，W(l=l， Y = 1 ；附图2，n = 4，W(1= 1，γ =4。这些光栅模式图是灰度图，我们把灰度图转换成bmp 格式文件，通过胶片记录器(Agfa plus刻录机，4096像素X 2732像素对应35mmX 23mm型 号胶片)直接刻录在照相用胶片上(Kodak Ektachrome Professional 100反转片)。胶片 刻录完毕后，需要影印到全息干板上制成全息光栅。用电子曝光箱把全息干板(天津I型 干板)覆盖在胶片上对其进行曝光等操作，然后进行显影，停显，定影，冲洗，漂白等处理， 最后得到几乎完全透明的相位型光栅。这种光栅兼有折射率调制和厚度调制，并以折射率 调制为主，从而调制了入射光的光程和波前相位分布。
本发明的有益效果是与现有的螺旋位相板相比，径向对数螺旋位相板可以用于 产生合流超几何光束。将拉盖尔-高斯光束入射径向对数螺旋位相板，经径向对数螺旋位 相板衍射后即产生如下( 式表示的合流超几何光束
权利要求
1.一种径向对数螺旋位相板，沿方位角方向θ ^位相变化呈螺旋形增加，其特征是沿半 径方向位相变化同时呈对数增加.r(r0^0) = expO>ln^ + w6>0)wo
2.根据权利要求1所述径向对数螺旋位相板，其特征是根据需要半径参数可以附加一 个放大或缩小因子W。
3.根据权利要求1所述径向对数螺旋位相板，其特征是根据需要对数本身可以附加一 个放大或缩小因子Y。
4.根据权利要求1所述径向对数螺旋位相板，其特征是用拉盖尔-高斯光束入射可以 产生合流超几何暗中空光束。
全文摘要
一种用于产生合流超几何光束的径向对数螺旋位相板。它是位相调制沿方位角方向螺旋形变化，沿径向对数变化的位相板。按位相表达式编程绘制高分辨率灰度图，并用光刻方法复制到反转胶片上，再次用曝光方法复制到全息干版上经显影，定影，漂白处理成折射率和厚度调制的位相板。将拉盖尔-高斯光束入射径向对数螺旋位相板，可以产生合流超几何光束。
文档编号G02B5/18GK102043177SQ200910019340
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者于永江, 陈建农 申请人:鲁东大学