衍射光相位可控的二维达曼光栅的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种衍射光学元器件，特别是一种衍射光相位可控的二维达曼光栅。
【背景技术】
[0002] 达曼光栅是一种能将单一光束分成若干等强度光束的衍射光学元件，由于其制作 简便衍射效率高，在并行刻写、图像复制等领域发挥着重大作用。然而，相干通信及相干检 测技术的发展对分束的光波提出了更高的要求，不仅要求强度相等，而且相位值也相同或 呈二值分布。
[0003] 专利（CN102360091B)针对上述要求提出了等位相等光强分束达曼光栅及制备方 法，该技术在传统达曼光栅设计的基础上对衍射光的相位进行了约束，实现了将单一波长 的入射平面波在远场分成若干等相位等光强的光束。但该技术只针对一维的达曼光栅进行 设计，当分束的数目较大时，由于衍射光只在一维方向上排列，占用空间较大，使得系统结 构较大，整体装置笨重。虽然可以通过叠加两个一维的光栅形成可分离二维达曼光栅以解 决上述问题，但此类二维光栅的衍射效率较低，因为其效率为两个一维光栅效率的乘积。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种衍射光相位可控的达曼光栅，该达曼光栅在单色平面 光波的照射下可使得二维分布的若干束等强度衍射光相位至多为2阶，极大地方便了相干 通信及相干检测等技术的相位匹配过程。
[0005] 本发明的技术解决方案如下：
[0006] -种衍射光相位可控的二维达曼光栅，其特点在于构成是把每一个光栅周期分为 N*M个矩形单元，其中N和M均为整数；该光栅分束阵列定义为一个矩形的光束阵列分布， 其中列方向的光束数目为该光栅在X方向上的分束比，行方向光束数目为该光栅在y方向 上的分束比；
[0007] 当分束阵列为（2L+1)*(2K+1)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，其中 fl表示沿X轴方向上的衍射级次，fk表示沿y轴方向上的衍射级次，I (fl, fk)表示沿X轴 衍射级次为fl同时沿y轴衍射级次为fk的光强，1的取值范围为[-L，L]的整数，k的取值 范围为[_K，K]的整数；
[0008] 当分束阵列为（2L+1M2K)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，1的取 值范围为[-L，L]的整数，k的取值范围为[-2K+1，2K-1]的奇数；
[0009] 当分束阵列为（2LM2K+1)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，1的取 值范围为[-2L+1，2L-1]的奇数，k的取值范围为[-K，K]的整数；
[0010] 当分束阵列为（2L)*(2K)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，1的取值 范围为[-2L+1，2L-1]的奇数，k的取值范围为[-2K+1，2K-1]的奇数；
[0011] 所需的衍射级次的相位为〇或π，该二维光栅两个方向上的周期均已归一化，一 个周期的相位延迟A(n，m)的值采用全局优化算法进行编程优化算，其中（n，m)表示矩形 单元在该光栅周期中的坐标，η表示X轴上的坐标，m表示y轴上的坐标，η的取值范围为 [1，Ν]的整数，m的取值范围为[1，Μ]的整数，每个单元的相位延迟A(n，m)的值二值化，为 1或为exp (i Θ )，当该单元值为1时表示该矩形单元对入射光相位延迟为〇,当该矩形单元 值为exp (?θ)时，该单元对入射光相位延迟为Θ ;远场衍射光的复振幅表达式为：
【主权项】
1. 一种衍射光相位可控的二维达曼光栅，其特征在于构成是把每一个光栅周期分为 N*M个矩形单元，其中N和M均为整数；该光栅分束阵列定义为一个矩形的光束阵列分布， 其中列方向的光束数目为该光栅在x方向上的分束比，行方向光束数目为该光栅在y方向 上的分束比； 当分束阵列为（2L+1)*(2K+1)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，其中fl表 示沿x轴方向上的衍射级次，fk表示沿y轴方向上的衍射级次，I(fl，fk)表示沿x轴衍射 级次为fl同时沿y轴衍射级次为fk的光强，1的取值范围为[-L，L]的整数，k的取值范围 为[-K，K]的整数； 当分束阵列为（2L+1)*(2K)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，1的取值范 围为[-L，L]的整数，k的取值范围为[-2K+1，2K-1]的奇数； 当分束阵列为（2L)*(2K+1)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，1的取值范 围为[-2L+1，2L-1]的奇数，k的取值范围为[-K，K]的整数； 当分束阵列为（2L)*(2K)时，所需的衍射级次的光强I(fl，fk)均相等，1的取值范围 为[-2L+1，2L-1]的奇数，k的取值范围为[-2K+1，2K-1]的奇数； 所需的衍射级次的相位为0或，该二维光栅两个方向上的周期均已归一化，一个周 期的相位延迟A(n，m)的值采用全局优化算法进行编程优化算，其中（n，m)表示单元在该光 栅周期中的坐标，n表示x轴上的坐标，m表示y轴上的坐标，n的取值范围为[1，N]的整数，m 的取值范围为[1，M]的整数，每个单元的相位延迟A(n,m)的值二值化，为1或为exp(i0 )， 当该单元值为1时表示该单元对入射光相位延迟为0,当该单元值为exp(i0 )时，该单元对 入射光相位延迟为0 ;远场衍射光的复振幅表达式为：
由此得出每个衍射级次的光强为： 其中，圹心fk)表示T(f\，fk)的复共轭； 每个衍射级次的相位为：
其中，Imag{?}表示取虚部，Real{?}表示取实部。
【专利摘要】一种衍射光相位可控的二维达曼光栅，将一个周期分为许多相同的矩形单元，通过优化各个矩形单元的相位延迟来获得所需要的远场衍射光分布。特别的，所述单元的相位延迟是二值分布的，所述的衍射光相位可控的二维达曼光栅能使单色平面波在远场形成特定衍射级次的衍射光光强相等。本发明一方面可以大幅度提高衍射光的效率,另一方面还可以实现分束不同级次之间的二元相位控制，在相干通信和相干检测等领域具有重要的应用价值。
【IPC分类】G02B5-18
【公开号】CN104777538
【申请号】CN201510174137
【发明人】卢炎聪, 周常河, 余俊杰, 贾伟, 李树斌, 李燕阳, 王津, 项长铖
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月14日