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    一種測量部分相干渦旋光束拓撲荷數(shù)的方法技術(shù)

    技術(shù)編號:8365849 閱讀:463 留言:0更新日期:2013-02-28 02:20
    本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種測量部分相干渦旋光束拓撲荷數(shù)的方法。被測光束經(jīng)成像凸透鏡,再通過分光鏡分為透射光束和反射光束,將兩個單光子計數(shù)器的掃描光纖探頭分別置于透射光束和反射光束的中心;固定其中一個單光子計數(shù)器光纖探頭的位置,調(diào)節(jié)另一個單光子計數(shù)器的光纖探頭位置進行逐點掃描測量,記錄各測量位置點上兩束光的關(guān)聯(lián)函數(shù)值,依據(jù)部分相干拉蓋爾-高斯光束的四階關(guān)聯(lián)函數(shù)的關(guān)系,經(jīng)計算機處理,輸出四階關(guān)聯(lián)函數(shù)的空間分布圖像,由圖像上的暗環(huán)個數(shù)得到被測光束的拓撲荷數(shù)。本發(fā)明專利技術(shù)基于四階關(guān)聯(lián)函數(shù),提供了一種測量部分相干渦旋光束拓撲荷數(shù)的新方法,采用的測量裝置光路簡單易實現(xiàn),測量方法簡便,數(shù)據(jù)處理方便,結(jié)果可靠。

    【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術(shù)涉及一種部分相干渦旋光束拓撲荷數(shù)的測量方法,具體涉及一種基于四階關(guān)聯(lián)函數(shù)測量部分相干渦旋光束拓撲荷數(shù)的方法,屬于部分相干光學測量領(lǐng)域。
    技術(shù)介紹
    當光束含有與角向相關(guān)的位相分布時(扭轉(zhuǎn)位相或螺旋位相),此類光束具有與角向位相分布有關(guān)的角動量,稱為軌道角動量。渦旋光束(如拉蓋爾-高斯光束)帶有相位因子巧,每個光子攜帶■的軌道角動量(其中I為渦旋光束的拓撲荷數(shù))。渦旋光束具有軌道角動量的特性,使得渦旋光束在光學俘獲,顯微操控,信息編碼和自由空間光學通訊等方面有著很大的應用前景,引起了人們的廣泛關(guān)注。渦旋光束的產(chǎn)生方法有很多種,例如可以采用螺旋位相片、計算機全息和空間光調(diào)制器等方式方法來產(chǎn)生渦旋光束。渦旋光束的實際應用通常與它的拓撲荷數(shù)有關(guān),因此,對于渦旋光束拓撲荷數(shù)的測量是一項非常重要的工作。對于渦旋光束拓撲荷數(shù)的測量,通常采用的方法主要有兩種,一種是干涉法,主要包括馬赫-曾德干涉儀、雙縫干涉和多針孔干涉法以及利用三角孔徑、環(huán)形孔徑和光柵等衍射光學元件實現(xiàn)拓撲荷數(shù)的測量。文獻(s. Prabhakar, A. Kumar, J. Banerji, andR. P. Singh, “Revealing the order of a vortex through its intensity record, ”O(jiān)pt. Lett. 36,4398 (2011))中提出的用于測量拓撲荷數(shù)的方法,即對渦旋光束在焦點處的光強進行傅里葉變換得到其空間頻譜,空間頻譜圖上的暗環(huán)數(shù)目就等于渦旋光束的拓撲荷數(shù)。但這些方法都是針對完全相干渦旋光束的拓撲荷數(shù)的測量,而渦旋光束在實際應用中并不全是完全相干的,并且部分相干的渦旋光束在激光加工、光鑷、自由空間光通信等方面具有其獨特的優(yōu)勢,在近些年得到了更為廣泛的關(guān)注和研究。文獻(F.Wang, Y. Cai, and 0. Korotkova, “Partially coherent standardand elegant Laguerre~Gaussian beams of all orders, ” Opt. Express 17, 22366(2009))對部分相干光束通常以交叉光譜密度進行了表征。在柱坐標空間中,部分相干拉蓋爾-高斯光束的交叉光譜密度可以由式(I)表示為權(quán)利要求1.,其特征在于被測光束經(jīng)成像凸透鏡后,再通過分光鏡分為透射光束和反射光束,將兩個單光子計數(shù)器的掃描光纖探頭分別置于透射光束和反射光束光斑的中心;固定其中一個單光子計數(shù)器光纖探頭的位置,調(diào)節(jié)另一個單光子計數(shù)器的光纖探頭位置進行逐點掃描測量,記錄各測量位置點上兩束光的關(guān)聯(lián)函數(shù)值?p,依據(jù)部分相干拉蓋爾-高斯光束的四階關(guān)聯(lián)函數(shù)2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的,其特征在于所述的逐點掃描測量步驟為先分別得到兩束光關(guān)聯(lián)程度的最大值和最小值,再在最大值和最小值所對應的單光子計數(shù)器光纖探頭的位置之間,移動單光子計數(shù)器的探頭位置進行逐點掃描測量。全文摘要本專利技術(shù)公開了。被測光束經(jīng)成像凸透鏡,再通過分光鏡分為透射光束和反射光束,將兩個單光子計數(shù)器的掃描光纖探頭分別置于透射光束和反射光束的中心;固定其中一個單光子計數(shù)器光纖探頭的位置,調(diào)節(jié)另一個單光子計數(shù)器的光纖探頭位置進行逐點掃描測量,記錄各測量位置點上兩束光的關(guān)聯(lián)函數(shù)值,依據(jù)部分相干拉蓋爾-高斯光束的四階關(guān)聯(lián)函數(shù)的關(guān)系,經(jīng)計算機處理,輸出四階關(guān)聯(lián)函數(shù)的空間分布圖像,由圖像上的暗環(huán)個數(shù)得到被測光束的拓撲荷數(shù)。本專利技術(shù)基于四階關(guān)聯(lián)函數(shù),提供了一種測量部分相干渦旋光束拓撲荷數(shù)的新方法,采用的測量裝置光路簡單易實現(xiàn),測量方法簡便,數(shù)據(jù)處理方便,結(jié)果可靠。文檔編號G01J9/00GK102944312SQ20121048155公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日專利技術(shù)者趙承良, 董元, 劉琳, 王飛, 蔡陽健 申請人:蘇州大學本文檔來自技高網(wǎng)...

    【技術(shù)保護點】
    一種測量部分相干渦旋光束拓撲荷數(shù)的方法,其特征在于:被測光束經(jīng)成像凸透鏡后,再通過分光鏡分為透射光束和反射光束,將兩個單光子計數(shù)器的掃描光纖探頭分別置于透射光束和反射光束光斑的中心;固定其中一個單光子計數(shù)器光纖探頭的位置,調(diào)節(jié)另一個單光子計數(shù)器的光纖探頭位置進行逐點掃描測量,記錄各測量位置點上兩束光的關(guān)聯(lián)函數(shù)值????????????????????????????????????????????????,依據(jù)部分相干拉蓋爾?高斯光束的四階關(guān)聯(lián)函數(shù),其中,為部分相干光束的復自相干度,I為測量點的光強,z為部分相干渦旋光束的傳輸距離;經(jīng)計算機處理,得到四階關(guān)聯(lián)函數(shù)值的空間分布圖,依據(jù)所述空間分布圖中的暗環(huán)個數(shù)得到被測光束的拓撲荷數(shù)。161229dest_path_image001.jpg,68661dest_path_image003.jpg,715674dest_path_image004.jpg,72837dest_path_image001.jpg

    【技術(shù)特征摘要】

    【專利技術(shù)屬性】
    技術(shù)研發(fā)人員:趙承良董元劉琳王飛蔡陽健
    申請(專利權(quán))人:蘇州大學
    類型:發(fā)明
    國別省市:

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