基于轴棱锥的衍射光学元件设计及其光场分析

衍射光学元件具有小型化、轻量化等优点。依据传统轴棱锥的相位函数,设计了衍射轴棱锥、螺旋轴棱锥和轴棱锥阵列三种衍射光学元件的相位函数;根据角谱衍射理论,建立了平行光入射衍射光学元件的光场分析模型,数值分析了三种衍射光学元件在单色高斯激光束照射下的光场分布特性。模拟结果表明,衍射轴棱锥与传统轴棱锥相比具有相同的光束传输特性,可以在聚焦深度内产生无衍射贝塞尔光束;螺旋轴棱锥产生贝塞尔光束的阶数与拓扑电荷数相同;轴棱锥阵列可以产生无衍射贝塞尔光束阵列。所提衍射光学元件可以应用于激光加工以及成像等领域。