相位型光学元件

本申请涉及光学，尤其涉及相位型光学元件。

背景技术：

1、无衍射光束(例如贝塞尔光束、平面波)通过有限尺寸的圆孔时，轴向光强呈现出显著的振荡效应。相关技术中，通过在圆孔平面上设置一个振幅型光学元件(例如渐变振幅光阑、二元振幅光阑)来抑制无衍射光束的轴向光强振荡。

2、但振幅型光学元件存在能量损失大、成本高昂、加工困难等缺点，限制了其在实际光学系统中的广泛应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提出相位型光学元件。

2、基于上述目的，本申请提供了一种相位型光学元件，用于抑制无衍射光束的光强振荡，包括第一部分和第二部分；光束透射过第一部分后相位不发生改变，光束透射过第二部分后相位发生改变；

3、第一部分为圆形区域，第二部分为包围第一部分的圆环形区域，第一部分的圆心与第二部分的圆心重合；

4、无衍射光束透射过第二部分后的相位变化满足下式：

5、

6、其中，ρ为径向距离，径向距离为第二部分内的点与第一部分的圆心之间的距离，为转换相位，转换相位根据径向距离确定，θ为第二部分内的点的方位角，n为角向阶数，属于正整数，m为参数，为无衍射光束透射过第二部分内的点后的相位变化。

7、从上面所述可以看出，本申请提供的与振幅型光学元件具有等效光场调制功能的相位型光学元件，可以代替振幅型光学元件，达到抑制无衍射光束光强振荡的效果。并且相位型光学元件相比于振幅型光学元件，具有能量损失小、成本低廉、加工容易等优势，更适用于实际应用。

技术特征：

1.一种相位型光学元件，用于抑制无衍射光束的光强振荡，其特征在于，所述相位型光学元件包括第一部分和第二部分；所述无衍射光束透射过所述第一部分后相位不发生改变，所述无衍射光束透射过所述第二部分后相位发生改变；

2.如权利要求1所述的相位型光学元件，其特征在于，所述转换相位随着所述径向距离的增大而增大。

3.如权利要求1所述的相位型光学元件，其特征在于，所述转换相位大于等于0且小于等于π。

4.如权利要求1所述的相位型光学元件，其特征在于，所述转换相位满足下式：

5.如权利要求1所述的相位型光学元件，其特征在于，所述相位型光学元件为衍射光学元件。

6.如权利要求1所述的相位型光学元件，其特征在于，所述相位型光学元件为相位板。

7.如权利要求1所述的相位型光学元件，其特征在于，所述相位型光学元件为空间光调制器。

8.如权利要求1所述的相位型光学元件，其特征在于，所述相位型光学元件为可变相位延迟器。

技术总结
本申请提供了与振幅型光学元件具有等效光场调制功能的相位型光学元件，实现抑制无衍射光束光强振荡的目的。相位型光学元件包括第一部分和第二部分；无衍射光束透射过第一部分后相位不发生改变，无衍射光束透射过第二部分后相位发生改变；第一部分为圆形区域，第二部分为包围第一部分的圆环形区域，第一部分的圆心与第二部分的圆心重合；无衍射光束透射过第二部分后的相位变化满足下式：ρ为径向距离，径向距离为第二部分内的点与第一部分的圆心之间的距离，为转换相位，转换相位根据径向距离确定，θ为第二部分内的点的方位角，N为角向阶数，属于正整数，m为参数，为无衍射光束透射过第二部分内的点后的相位变化。

技术研发人员：叶佳声,张小童,张岩
受保护的技术使用者：首都师范大学
技术研发日：20221103
技术公布日：2024/1/12