深圳维尔克斯光电_螺旋相位片高度的计算

时间：2019-08-19

螺旋相位片的作用是产生一个相位连续单调变化的涡旋光，其表面微结构一般为螺旋结构，因此又称为涡旋相位片或螺旋相位板。实现的方法是通过人为的在不同空间旋转角度引入不同的光程差。
螺旋相位片的三个关键参数是波长、拓扑荷数和精度。波长指的是螺旋相位板的设计波长，拓扑荷数的英文名称是Topological Charge，对应输出涡旋光的相位变化，拓扑荷数为1代表输出光束360°的相位变化为2π，拓扑荷数为6则表示输出涡旋光的相位变化为6π。精度则是实际微结构面形加工高度和理论值的差异，精度越高表示螺旋相位片的相位误差约小，由此引出了本文讨论的问题，螺旋相位片的高度该如何计算。

螺旋相位片高度的定义：
螺旋相位片根据表面结构可以分为两种类型：连续面形螺旋相位片和台阶型螺旋相位片，都是螺旋上升结构。对于这两种类型，高度h的定义都是基片表面较低平面到较高点的高度。

图1 连续面形螺旋相位片（左）和台阶型螺旋相位片（右）

螺旋相位片高度的计算：

h=mλ/Δn

计算实例：

h=1*800nm/(1.45337-1.00028)=1.7656um

附：石英玻璃在400nm~2000nm的折射率

波长（微米）/ 折射率

0.40 1.46968

0.48 1.46318

0.55 1.46013

0.59 1.45845

0.65 1.45640

0.70 1.45517

0.80 1.453371

0.90 1.451808

1.0 1.450473

1.30 1.446980

1.60 1.443492

2.00 1.438174

18926463275

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