[发明专利]实现多路涡旋光的面阵构建方法、装置、系统及面阵

权利要求书

1.一种实现多路涡旋光的面阵构建方法，其特征在于，包括：

根据多束待生成涡旋光确定所述待生成涡旋光在面阵各元胞位置处的振幅和相位；其中，所述元胞位置为构建所述面阵的各纳米元胞的空间排布位置；

根据所述待生成涡旋光在各元胞位置处的振幅和相位分别计算各元胞位置处所排布纳米元胞的短轴长度和旋转角度；

将具有不同的所述短轴长度和所述旋转角度的纳米元胞在对应的元胞位置处进行排布，构建用于实现多束所述待生成涡旋光的面阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多束待生成涡旋光确定所述待生成涡旋光在面阵各元胞位置处的振幅和相位的步骤，包括：

根据待生成涡旋光和元胞设置条件确定所述待生成涡旋光在各元胞位置处的振幅和相位；其中，所述元胞设置条件为：

其中，A_i为所述待生成涡旋光在第i个元胞位置处的振幅，φ_i为所述待生成涡旋光在第i个元胞位置处的相位，c_j为第j个所述待生成涡旋光的预设权值，M为所述待生成涡旋光的个数，A_ji为第j个所述待生成涡旋光在第i个元胞位置处的约化振幅大小，φ_ji为第j个所述待生成涡旋光在第i个元胞位置处的预设相位大小。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第j个所述待生成涡旋光在第i个元胞位置处的约化振幅大小的计算公式为：

其中，t_ji为第j个所述待生成涡旋光在所述第i个元胞位置处所排布纳米元胞的透过率，且t_ji＝1，v为自由空间坐标(x,y)，k_v为通过x、y描述的空间频率，为第i个元胞位置处所排布纳米元胞的等效大小。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待生成涡旋光在各元胞位置处的振幅和相位分别计算各元胞位置处所排布纳米元胞的短轴长度和旋转角度的步骤，包括：

根据约化公式将所述待生成涡旋光在各元胞位置处的所述振幅转换为各元胞位置处所排布纳米元胞的透过率；

从预设的第一变化关系中确定与所述各元胞位置处所排布纳米元胞的透过率对应的短轴长度；其中，所述第一变化关系中记录有纳米元胞的透过率与短轴长度的对应关系；

从预设的第二变化关系中确定与所述各元胞位置处所排布纳米元胞的短轴长度对应的理论初始相位大小；其中，所述第二变化关系中记录有纳米元胞的短轴长度与理论初始相位大小的对应关系；

根据所述理论初始相位大小和所述待生成涡旋光在各元胞位置处的相位确定各元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述约化公式为：

t_i＝A_i/MAX{A_i}

其中，t_i为第i个元胞位置处所排布纳米元胞的透过率，A_i为所述待生成涡旋光在第i个元胞位置处的振幅。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述理论初始相位大小和所述待生成涡旋光在各元胞位置处的相位确定各元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度的步骤，包括：

根据相位关系公式、所述理论初始相位大小和所述待生成涡旋光在各元胞位置处的相位确定各元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度；其中，所述相位关系公式为：

φ_i＝2θ_i+Φ_0i

其中，φ_i为所述待生成涡旋光在第i个元胞位置处的相位，θ_i为第i个元胞位置处所排布纳米元胞的旋转角度，Φ_0i为所述理论初始相位大小。