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RPC多合一涡旋相位片与涡旋波片阵列的对比

作者: 时间:2022-08-22

一、RPC多合一涡旋相位板片与涡旋波片阵列的区别

1. 特点

涡旋波片阵列由多个涡旋波片组合,是采用机械外壳固定的一种新型光学元件,涡旋波片阵列可以拆分成单个涡旋波片使用。LBTEK目前的型号有m=+1~9依次排列组合而成的涡旋波片阵列。涡旋波片阵列是结构为3x3的方形阵列,按照从左到右、从上到下的顺序排列。RPC多合一涡旋相位片是在一个涡旋相位板上集成多个小涡旋相位片,并按波长或拓扑荷数两种方式进行多合一排布。

多拓扑荷数涡旋相位板工作温度比涡旋波片阵列工作温度范围大,RPC涡旋相位片可以在零-150°C~120°C工作,而涡旋波片阵列在零下二十度以下或者六十度以上就不能工作了,当超出这个范围工作涡旋波片阵列可能会损伤。

普通的涡旋相位板只有一个有效区域,即针对某一个特定的波长有一个特定的拓扑荷数。RPC能在一个涡旋相位片上提供多个有效区域(一般集成24个小的涡旋相位片),可以实现单个波长多个拓扑荷数,或者单个拓扑荷数。RPC多合一涡旋相位片相比于涡旋波片阵列的优点的是集成24个区域,可以同时提供24种波长。

涡旋半波片是偏振元件,和入射光的偏振态有关,涡旋波片可以改变相位和偏振态。RPC多合一涡旋相位片是纯相位元件,输出效果与入射光的偏振态无关。

涡旋相位片折射率为1.56,透过率>98%。折射率是光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。材料的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强。折射率越高,镜片越薄。即镜片中心厚度相同,相同度数同种材料,折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。

RPC多合一涡旋相位片的结构是连续型。

2. 排列方式

RPC涡旋相位片有两种排列方式,按波长和拓扑荷数排列,涡旋波片阵列只有一种排列方式即按拓扑荷数排列。

RPC涡旋相位板,多合一涡旋相位片按波长方式排列,比如针对波长1340nm,型号为VPP-m1340RPC涡旋相位板上集成了拓扑荷数从188个小涡旋相位板,每个小涡旋相位片的波长都是1340nm

多拓扑荷数涡旋相位板按拓扑荷数排列,单个拓扑荷数可以实现24种波长。例如型号VPP-2,它的拓扑荷数都为2,涡旋相位片上面集成了24个的小涡旋相位片,也就是能提供24种不同波长,波长范围为350-200

涡旋波片阵列只有一种排列方式,按照拓扑荷数1-9排列,一个涡旋波片阵列只能对应一种波长,要实现多波长多拓扑荷数要用到很多个涡旋波片阵列。

3. 应用

涡旋相位片面型是连续型,RPC多拓扑荷数涡旋相位板的应用包括光纤通信,生物医学,形貌测量,光信息处理,光学微操作等,其丰富而有规律的相位特性和涡旋相位分布极大地丰富了人们的研究手段。

涡旋波片阵列可用来制备手性光子晶体等复杂结构,可以在这些结构中嵌入缺陷位点。

4. 加工方式

RPC多合一涡旋相位片是采用光刻进行加工。

光刻:光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤,将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。在此之后,晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。通过光刻工艺过程,最终在晶圆上保留的是特征图形部分。


二、多拓扑荷数涡旋相位板与涡旋波片阵列的相似点

涡旋波片阵列由多个涡旋波片组成,而涡旋波片作为一种特殊的光学元件,可以将入射的TEM00的高斯光束转变成环形光束。涡旋波片阵列产生涡旋光束阵列,还可以产生任意阶次的涡旋光束组合。多拓扑荷数涡旋相位片可以将入射的高斯激光束转换为涡旋光束。总而言之涡旋相位片与涡旋波片阵列都被用于产生涡旋光,且它们都要求输入光束为基模的TEM00波。

涡旋光场具有涡旋形的波前相位、并且每个光子携带轨道角动量,使其在光镊、光通信、高分辨率显微镜、光刻、量子纠缠等领域都有应用。涡旋光场在形成的过程中要求输入光具有很好的相干性,也就是说只有相干光才可以转换成涡旋光。

多拓扑荷数涡旋相位板与涡旋波片阵列都有拓扑荷数的概念,拓扑荷数每增加1,则涡旋光束的相位变化增加2π。两者都有波长、拓扑荷数、尺寸等参数。材质、镀膜和加工面型通常会影响能量效率、涡旋光束质量、激光的损伤阈值。



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