[发明专利]具有几何相位全息图的偏振转换系统

权利要求书

1.一种偏振转换系统，包括：

几何相位元件，具有在沿着其表面至少一个维度上非线性变化的局部光轴取向；以及

延迟器元件，被布置成接收从所述几何相位元件输出的光，

其中所述几何相位元件被配成将至少部分地非偏振入射光衍射成具有正交偏振状态的第一和第二光束。

2.权利要求1所述的系统，其中所述几何相位元件的光学各向异性具有沿着其表面的恒定量值。

3.权利要求2所述的系统，其中所述局部光轴取向限定具有沿着所述几何相位元件的表面变化的周期性的双折射图案。

4.权利要求3所述的系统，其中所述变化的周期性限定沿着所述几何相位元件的表面的各自的透镜区。

5.权利要求3所述的系统，其中在所述几何相位元件的中心部分处的周期性大于在所述几何相位元件的边缘部分处的周期性。

6.权利要求1所述的系统，其中所述局部光轴取向在沿着所述几何相位元件的表面的第一和第二维度上变化。

7.权利要求1所述的系统，其中所述几何相位元件的表面的区域大于入射光提供的光照的区域。

8.权利要求7所述的系统，其中所述几何相位元件被布置成直接从非偏振光源接收所述入射光而在其间没有介入透镜元件。

9.权利要求1所述的系统，其中所述几何相位元件被配置成将所述至少部分地非偏振入射光衍射成具有所述正交偏振状态的第一和第二发散光束。

10.权利要求9所述的系统，其中所述几何相位元件进一步被配置成使所述第一光束在与其相关联的焦距处聚焦并且使所述第二光束在所述焦距处散焦。

11.权利要求9所述的系统，其中所述延迟器元件被定位在所述几何相位元件的焦距处或者靠近几何相位元件的焦距，并且被配置成将所述第一和第二光束的正交偏振状态转换成同一偏振状态而基本上不更改其各自的传播方向。

12.权利要求11所述的系统，其中所述第一和第二光束具有相反旋向性的正交圆偏振状态，并且其中所述延迟器元件被配置成将所述正交圆偏振状态中的每一个转换成同一线偏振状态。

13.权利要求11所述的系统，其中所述延迟器元件包括在共面布置中并排或同心定位的第一和第二延迟区，其中所述几何相位元件被配置成将所述第一光束导向所述第一延迟区，并且将所述第二光束导向所述第二延迟区。

14.权利要求13所述的系统，其中所述第一延迟区的区域对应于所述几何相位元件的焦距处的焦斑的区域。

15.权利要求13所述的系统，其中所述延迟器元件包括四分之一波片，并且其中所述第一和第二延迟区的光轴分开约90°。

16.权利要求4所述的系统，进一步包括：

一个或多个光源，被布置使得从其输出的光入射在所述几何相位元件上，

其中所述光源中的每一个与所述几何相位元件的透镜区之一对齐。

17.权利要求16所述的系统，其中从各自的透镜区输出的光限定在所述几何相位元件的焦平面处具有同一偏振状态的各自的斑点。

18.权利要求1所述的系统，进一步包括：

偏振元件，被布置成接收从所述延迟器元件输出的光。

19.权利要求1所述的系统，进一步包括：

光导，被布置成接收从所述延迟器元件输出的光，并且被配置成保持从表面输出且遍及其体积的光的偏振。