空间光调制器模拟光栅产生高阶和分数阶涡旋光束

作者：杨启航; 李盼; 杨焓; 王润兵; 邢浩儒; 许飞; 祁义红^*

来源：光学精密工程, 2023, 31(19): 2809-2817.

• 涡旋光束
• 空间光调制器
• 衍射光栅
• 轨道角动量

用空间光调制器模拟叉形光栅的方式产生高阶和分数阶涡旋光束，分离各阶涡旋光束并探究单级特性，探测其拓扑荷数以验证实验方法的正确性。设计了涡旋光束生成光路，编写了产生叉形光栅全息图的计算机程序，利用透射式空间光调制器模拟叉形光栅，以全息图的方式加载到空间光调制器上。调节参数改变全息光栅图样，得到拓扑荷数从1.0到100.0的整数阶与间隔为0.1的分数阶涡旋光束。利用孔径光阑分离出一级衍射，分析其特性并利用干涉法测量其拓扑荷数。实验发现，整数与分数阶光场分布与拓扑荷数为单调关系，拓扑荷数接近100时光束质量显著下降的特性，利用干涉法测得的拓扑荷数与计算全息图设置的参数完全相同。干涉测量结果验证了计算全息方法的正确性。该方法装置简易、参数可调，可为高阶和分数阶涡旋光的产生和应用提供一定的参考。

• 单位
  华东理工大学; 物理学院