1.一种基于超表面生成无衍射Lommel光束的方法,其特征在于:包括如下步骤:a、以Bessel模式的无穷叠加得到Lommel模式,并获得Lommel光束相位;
b、利用达曼光栅获取达曼光栅相位;
c、将Lommel光束相位和达曼光栅相位组合生成Lommel光束阵列超表面;
d、利用Lommel光束阵列超表面来生成无衍射Lommel光束。
2.根据权利要求1所述的基于超表面生成无衍射Lommel光束的方法,其特征在于:所述Lommel光束相位的获取是,将沿光轴传输方向的Lommel光场复振幅表达式用柱坐标下的Bessel函数表示:式中,En表示电场; 表示位置矢量,(x,y)表示位置坐标;为方位角;Z表示传输距离; 是传播因子,k=2π/λ,表示波长为λ的入射波的波数;i为虚数符号;α=k·NA,表示横波分量,NA为数值孔径;p为叠加次数;c为不对称复数参数;n是拓扑荷数;Jn+2p(αr)表示Lommel光束的横向场分布;Jn+2p表示n+2p阶第一类贝塞尔函数;
当不对称复数参数c=0时,方程式(1)中的所有级数项取零值,Lommel模式变为Bessel模式:Lommel光束的函数Un(w,ζ)表示为:
式中:w和ζ为两个变量;
用函数Un(w,ζ)来表示方程式(1):
将公式(4)从柱坐标转换为笛卡尔坐标,表示为:
对公式(5)得出的解取所对应的相位角,得到Lommel光束的相位
3.根据权利要求1所述的基于超表面生成无衍射Lommel光束的方法,其特征在于:所述达曼光栅相位是由6个超级单元组成的,每个超级单元包含192×32个硅纳米柱,相变值设置为0.22057、0.44563、0.5、0.72057和0.94563,对应每个超级单元中第7、14、16、23、30行的纳米柱会发生0或π的相位变化。
4.根据权利要求1‑3任一项所述的基于超表面生成无衍射Lommel光束的方法,其特征在于:所述Lommel光束阵列超表面采用熔融石英基板作为基底材质,基底材质设置有硅材质制作成的纳米柱,纳米柱形成阵列;所述Lommel光束阵列超表面在x和y方向上设置周期性边界条件,z方向上设置完美匹配层,吸收入射到其上面的电磁场;所述硅纳米柱高度H为
300nm,长度L为130nm,宽度W为80nm,相邻的晶胞间隔周期P为250nm,纳米柱的旋转角θ与Lommel光束相位 的关系为