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摘要
本文首先设计了一种二维叉形光栅结构，并基于夫琅禾费衍射理论，得到了高斯光束通过该光栅的焦平面场分布表达式。数值模拟结果表明，当高斯光束通过二维叉形光栅调制后，在焦平面处产生了由不同拓扑荷涡旋光束组成的3×3涡旋光束阵列，且各个子光斑的拓扑荷数与光栅结构、衍射级次有关。其次，进行了实验验证。将二维叉形光栅相位图加载到空间光调制器SLM上，当高斯光束经SLM反射后，在焦平面处同样接收到3×3涡旋光束阵列，且与数值模拟的结果相符。研究结果表明，利用二维叉形光栅结构可实现涡旋光束分数阵列的产生，这将为不同拓扑荷涡旋光束的模式复用，实现光通信容量的增加技术支持，在光通信领域具有应用潜力。
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