專利名稱：一種部分相干渦旋光束的測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種部分相干渦旋光束的產(chǎn)生和測量裝置，屬于部分相干光學(xué)測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)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)帶有相位因子每個光子攜帶Λ的軌道角動量(其中7為渦旋光束的拓?fù)浜蓴?shù))。渦旋光束具有軌道角動量的特性，使得渦旋光束在光學(xué)俘獲，顯微操控，信息編碼和自由空間光學(xué)通訊等方面有著很大的應(yīng)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(jì)算機(jī)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(shí)際應(yīng)用通常與它的拓?fù)浜蓴?shù)有關(guān)，因此，對于渦旋光束拓?fù)浜蓴?shù)的測量是一項(xiàng)非常重要的工作。對于渦旋光束拓?fù)浜蓴?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(xué)元件實(shí)現(xiàn)拓?fù)浜蓴?shù)的測量。文獻(xiàn)(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?fù)浜蓴?shù)的方法，即對渦旋光束在焦點(diǎn)處的光強(qiáng)進(jìn)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?fù)浜蓴?shù)。但這些方法都是針對完全相干渦旋光束的拓?fù)浜蓴?shù)的測量，而渦旋光束在實(shí)際應(yīng)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(dú)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(xiàn)(F.Wang, Y.Cai, and 0.Korotkova, “Partially coherent standardand elegant Lague rre~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(jìn)行了表征。在柱坐標(biāo)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1.一種部分相干渦旋光束的測量裝置，其特征在于:被測量的部分相干渦旋光束依次經(jīng)過成像凸透鏡(13)和分光鏡(14)，得到的反射光束和透射光束分別到達(dá)兩個單光子計(jì)數(shù)器(15-1、15-2)，單光子計(jì)數(shù)器的掃描光纖探頭置于三維手動位移平臺上，它們的輸出信號輸入符合計(jì)數(shù)器(16)中進(jìn)行符合計(jì)數(shù)，其結(jié)果輸入到計(jì)算機(jī)(17)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到測量結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種部分相干渦旋光束的測量裝置，其特征在于:所述的分光鏡的透過率和反射率為50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種部分相干渦旋光束的測量裝置，其特征在于:所述的單光子計(jì)數(shù)器(15-1、15-2)的掃描探頭為單模光纖。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種部分相干渦旋光束的測量裝置。激光束依次通過聚焦凸透鏡、旋轉(zhuǎn)毛玻璃片、準(zhǔn)直凸透鏡和高斯振幅濾波片，經(jīng)分光鏡得到的反射光到達(dá)空間光調(diào)制器后進(jìn)行位相調(diào)制，以反射方式產(chǎn)生部分相干渦旋光束；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(jì)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；經(jīng)逐點(diǎn)掃描測量，記錄各測量位置點(diǎn)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)和復(fù)自相干度的關(guān)系，得到測量結(jié)果。本實(shí)用新型提供了一種測量部分相干渦旋光束的新方法，采用的測量裝置光路簡單易實(shí)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G02B27/10GK202975600SQ20122062650
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者趙承良, 董元, 劉琳, 王飛, 蔡陽健 申請人:蘇州大學(xué)