[發明專利]一種分光棱鏡及探測渦旋光束拓撲荷的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410558194.7
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104280141A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 趙建林;倶沛;甘雪濤
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00;G02B27/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種用于測量渦旋光束拓撲荷的分光棱鏡，其特征在于：將一塊立方體棱鏡平行于一對棱邊對角切開，切面研磨拋光后，將其中一面鍍金屬膜成為中間反射層，然后將兩塊棱鏡再次膠合成立方體得到分光棱鏡。

2.一種利用權利要求1所述分光棱鏡探測渦旋光束拓撲荷的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將待測渦旋光束入射進分光棱鏡中，調整待測渦旋光束的傳輸光軸與分光棱鏡的中間反射層之間的夾角，使入射的渦旋光束沿著分光棱鏡的中間反射層進入分光棱鏡；進入分光棱鏡的渦旋光束被分成兩部分，分別在分光棱鏡的中間反射層上發生透射與反射，進而在分光棱鏡中干涉疊加，形成干涉條紋；

步驟2：利用置于分光棱鏡之后的電荷耦合器件CCD記錄所產生的干涉圖樣；

步驟3：根據所獲得的干涉圖樣中斷裂條紋的個數與位置，得到被測渦旋光束的拓撲荷信息。

3.一種實現權利要求2所述分光棱鏡探測渦旋光束拓撲荷的方法的裝置，其特征在于包括激光器(1)、倒置望遠鏡系統(2)、準直透鏡(3)、反射鏡(4)、空間光調制器(5)、第一傅里葉變換透鏡(6)、第二傅里葉變換透鏡(8)、小孔濾波器(7)、分光棱鏡(9)、電荷耦合器件(10)和(11)計算機；激光器(1)與反射鏡(4)的光軸上依次設有倒置望遠鏡系統(2)和準直透鏡(3)；反射鏡(4)與分光棱鏡(9)的光軸上依次設有空間光調制器(5)、第一傅里葉變換透鏡(6)、第二傅里葉變換透鏡(8)和小孔濾波器(7)；分光棱鏡(9)的后方設有電荷耦合器件(10)，電荷耦合器件(10)與計算機(11)相連；所述空間光調制器(5)上被加載產生所需要的渦旋光束的全息圖。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述激光器(1)為波長514.5nm的氬離子激光器。

5.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于：改變第一傅里葉變換透鏡(6與第二傅里葉變換透鏡(8)的焦距大小，以控制渦旋光束光斑大小的變化，使之滿足R≤L[1-tan(arcsin(2/2n)]/2，其中R為渦旋光束光斑半徑，L為分光棱鏡中間反射層長度，n是分光棱鏡的折射率。

6.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于：以全息掩模版、螺旋相位板或旋轉鏡面高斯振蕩器替換空間光調制器(5)。