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:;(1)
式中, 表示电场; , ,表示位置矢量, 表示位置坐标;为方位角;表示传输距离; 是传播因子, ,表示波长为 的入射波的波数;为虚数符号; ,表示横波分量, 为数值孔径; 为叠加次数;为不对称复数参数; 是光子轨道角动量数; 表示 Lommel光束的横向场分布; 表示阶第一类贝塞尔函数;
当不对称复数参数 =0 时,方程式(1)中的所有级数项取零值,Lommel模式变为Bessel模式: ;(2)Lommel光束的函数 表示为:
;(3)
式中: 和 为两个变量;
用函数 来表示方程式(1):
;(4)
将公式(4)从柱坐标转换为笛卡尔坐标,表示为:;(5)
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 与Lommel光束相位 的关系为 。