[发明专利]涡旋光阵列系统

权利要求书

1.一种涡旋光阵列系统，其特征在于，包括：第一可调光分束器、相位控制器阵列和光栅阵列；其中，

所述第一可调光分束器将接收到的激光光束分为N路光束，所述N路光束进入所述相位控制器阵列进行相位调制，调制后的光束进入所述光栅阵列后进行相互干涉形成涡旋光阵列；

所述光栅阵列包括M个光栅，M为≥3的正整数；其中M个光栅中包括至少一个主光栅，所述M个光栅中除所述主光栅以外的光栅以所述主光栅的方向为轴对称分布设置，并且所述M个光栅衍射的光均在同一点发生干涉；

所述第一可调光分束器为马赫-曾德尔干涉仪阵列，所述马赫-曾德尔干涉仪阵列包括N个马赫-曾德尔干涉仪，每个所述马赫-曾德尔干涉仪包括依次连接的光分束器、相位控制器、光混合器；所述激光光束进入所述光分束器进行分束，分束后的N路光束依次通过所述相位控制器、所述光混合器后调节成不同相位、光强度的光束。

2.根据权利要求1所述的涡旋光阵列系统，其特征在于，所述相位控制器阵列中的每个相位控制器和所述马赫-曾德尔干涉仪阵列中的每个相位控制器均为热光效应的相位控制器或载流子色散效应的相位控制器。

3.根据权利要求1所述的涡旋光阵列系统，其特征在于，

所述光栅阵列中光栅的数量为(n+1)(n+2)/2，以产生n阶涡旋光阵列；

光栅阵列干涉后所产生的电场强度为：

其中E为电场强度，n为涡旋光的阶数；k为标量波矢，k＝2π/λ；为矢量形式坐标；i为虚数单位；λ为激光光束的波长；p为求和序号。

4.根据权利要求1所述的涡旋光阵列系统，其特征在于，

所述光栅阵列中光栅的数量为n(n+1)(n-1)/6+n(n+2)，以产生可调谐的n阶涡旋光阵列。

5.根据权利要求1所述的涡旋光阵列系统，其特征在于，还包括偏振滤波器，所述偏振滤波器为金属光栅；

所述涡旋光阵列进入到所述偏振滤波器进行滤波处理，获得不同偏振态的涡旋光阵列。

6.根据权利要求5所述的涡旋光阵列系统，其特征在于，所述金属光栅的材料为金、银、铜、铝、钛其中的任意一种金属或几种混合的合金。

7.根据权利要求1所述的涡旋光阵列系统，其特征在于，还包括检测模块，用于检测所产生的涡旋光阵列的阶次；其中，

所述检测模块包括：第二可调光分束器、检测相位控制器、检测光栅；

所述第二可调光分束器将接收到的激光光束分束为第一光束和第二光束，所述第一光束进入所述第一可调光分束器中，所述第二光束进入所述检测相位控制器进行相位调制后，进入所述检测光栅，经所述检测光栅衍射后射出后与所述涡旋光阵列在同一点发生干涉，对所述涡旋光阵列进行检测。

8.一种涡旋光阵列系统，其特征在于，包括相位不可调的光分束器、相位控制器阵列和光栅阵列；其中，

所述相位不可调的光分束器将接收到的激光光束分为N路光束，所述N路光束进入所述相位控制器阵列进行相位调制，调制后的光束进入所述光栅阵列后进行相互干涉形成涡旋光阵列；

所述光栅阵列包括M个光栅，M为≥3的正整数；其中M个光栅中包括至少一个主光栅，所述M个光栅中除所述主光栅以外的光栅以所述主光栅的方向为轴对称分布设置，并且所述M个光栅衍射的光均在同一点发生干涉。

9.根据权利要求8所述的涡旋光阵列系统，其特征在于，还包括检测模块，用于检测所产生的涡旋光阵列的阶次；其中，

所述检测模块包括：第二可调光分束器、检测相位控制器、检测光栅；

所述第二可调光分束器将接收到的激光光束分束为第一光束和第二光束，所述第一光束进入所述相位不可调的光分束器中，所述第二光束进入所述检测相位控制器进行相位调制后，进入所述检测光栅，经所述检测光栅衍射后射出后与所述涡旋光阵列在同一点发生干涉，对所述涡旋光阵列进行检测。