结构可控的紧排布光学涡旋阵列

该方法的具体思路如图1所示：将任意光学涡旋看作一个布拉菲格子，实现了对每个光学涡旋的精确定位。根据固体物理晶格阵列的原理，通过对相邻几个整数进行重复排列得到原胞晶格坐标矩阵L；利用坐标变换矩阵T对得到的晶格坐标矩阵进行坐标变换得到布拉菲格子的空间直角坐标S，再经过一系列逻辑运算得到结构可控的紧排布光学涡旋阵列。选取合适的晶格原胞基矢长度d可产生紧排布光学涡旋阵列，改变基矢夹角θ的取值可调控紧排布光学涡旋阵列的结构。最后，根据计算全息原理，通过混合相位编码技术产生掩模板，从而实验上产生了方形、菱形、六边形和三角形等结构的紧排布光学涡旋阵列，如图2所示。该方法实验光路简单、生成的阵列结构丰富。

图2. 实验产生的结构可控的紧排布光学涡旋阵列

此外，重新设定每个晶格元素拓扑荷为1.5，可以产生一个带有调制间隙的六边形光学涡旋阵列，实现在不同间隙位置释放被捕获的微粒。通过对扩展的原胞进行不同的逻辑运算，可以产生多种特殊结构的紧排布光学涡旋阵列，例如空心菱形、奥运五环、蜂巢结构和空心六角光学涡旋阵列等（如图3所示），这进一步丰富了光学涡旋阵列的空间模式分布。

图3. 复杂空间结构的光学涡旋阵列