基于周期渐变光栅的轨道角动量检测物理机制

阐述了涡旋光束经过周期渐变光栅后在远场形成多级倾斜衍射条纹的物理机制，为基于光栅的轨道角动量检测技术提供了理论依据。周期渐变光栅的不同区域具有不同的光栅常数，同时，涡旋光束的环向相位分布会在光栅的不同区域引入不同的附加相位，二者共同影响导致远场中形成衍射条纹，且各级衍射条纹具有不同程度的偏转。理论推导了涡旋光束经过周期渐变光栅后的远场衍射条纹的偏转角表达式，揭示了衍射条纹偏转角与光栅参数及轨道角动量之间的定量关系，并通过仿真和实验进行验证。由于衍射条纹的偏转角也与涡旋光束的基模光束尺寸定量相关，因此该研究也能够为空间光通信技术提供潜在的键控移位参量。