[发明专利]一种产生广义柱面矢量偏振光束的方法及装置

摘要

本发明涉及一种产生广义柱面矢量偏振光束的方法及装置，方法包括：步骤1，在石英玻璃基底上用电子束蒸发镀膜先后镀一层厚度5nm～10nm的铬层和140nm～180nm的金膜；步骤2，利用Matlab编写程序绘制由两种不同尺度的结构图叠加而成的二元灰度图像；步骤3，将二元灰度图像导入聚焦离子束控制软件，刻蚀玻璃基底上的金膜以得到需要的偏振转换微结构；步骤4，将圆偏振光垂直入射到偏振转换微结构上，得到广义柱面矢量偏振光；步骤5，在CCD电荷耦合成像器件前面放置检测线偏振片，并旋转检测线偏振片的偏振方向，检验衍射一级光束的偏振特性。本发明利用偏振转换微结构直接产生广义柱面矢量偏振光束，装置体积小，可广泛应用在纳米微结构器件、微光电器件以及人工超材料等领域。

主权项

1.一种产生广义柱面矢量偏振光束的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用电子束蒸发镀膜在石英玻璃基底上镀一层铬层，然后在铬层之上镀一层金膜；步骤2，利用Matlab编写程序绘制由两种不同尺度的结构图叠加而成的二元灰度图像；步骤3，将二元灰度图像导入聚焦离子束控制软件，由聚焦离子束控制软件产生聚焦离子束刻蚀石英玻璃基底上的金膜得到偏振转换微结构；步骤4，将激光光束入射到线偏振片得到线偏振光，线偏振光通过四分之一玻片得到圆偏振光，圆偏振光通过偏振转换微结构得到广义柱面矢量偏振光；所述的步骤2包括：步骤2‑1，绘制第一尺度结构图，将拓扑荷为1的涡旋位相光束作为物光束，将斜入射平面波光束作为参考光束，两者干涉得到条纹图；步骤2‑2，绘制由互相紧邻的N×N个正方形单元组成第二尺度结构图，将每个正方形单元划分为20×20个像素，以第二尺度结构图的中心为坐标原点，建立直角坐标系，以平行于正方形单元水平一边的方向为X轴，以正方形的中心坐标代表该正方形的位置坐标，将该中心坐标与坐标原点的连线相对于X轴的夹角作为该正方形所在位置的方位角，在此正方形内，内切一个在正方形单元中心内的长方形狭缝，以同样的方法计算并画出每一个正方形单元内的狭缝，所述狭缝的取向为所在所述正方形单元的方位角加上一个小于180度的固定角度；步骤2‑3，将第一尺度结构图的结构二元化，得到第一尺度结构灰度图，所述二元化方法包括：先将第一尺度结构图的最大灰度值归一化，再将归一化后的第一尺度结构图中灰度不为零的地方分成两类，在灰度大于0.5的区域，将灰度转换为1，在灰度小于等于0.5的区域，将灰度转换为0；步骤2‑4，将第一尺度结构灰度图和第二尺度结构图叠加组合在一起。