[實用新型]基于改進型邁克爾遜干涉儀的多通道空間結構光場生成裝置

有效

• 申請號: 201420688403.5
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN204215107U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 毛磊;魯擁華;臧天陽;王沛
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;賈玉忠

技術領域

本實用新型涉及空間光場生成新技術，設計實現了一套可同時調控光場偏振和位相的多通道空間結構光場生成裝置。

背景技術

與傳統光場不同，空間結構光場是振幅、偏振和位相在空間中有特定分布的光場。其偏振和位相的特殊性，帶來一系列新穎的光學性質，從而可以應用于光通信、光捕獲和光學制造等，空間結構光場的生成技術與應用研究已經引起了廣泛關注。

空間結構光場中具有特殊偏振分布的光場被稱作矢量光場，它是一種偏振態隨著空間位置而變化的特殊光場。生成矢量光場的方法主要有兩大類：其一，通過設計激光器內部的腔結構，引入特殊的光學元件，直接獲得特定模式的矢量光場輸出；其二為干涉的方法，以龐加萊球偏振合成理論為基礎，利用互相正交的一對偏振基矢相干疊加得到不同的矢量光場。對于第一種方法，最大的缺點是缺乏靈活性，當激光器腔結構設計確定以后，只能得到其對應的特定模式的光場。相對而言，第二種方法生成的矢量光場更具靈活性，并且借助液晶空間光調制器(Spatial?Light?Modulator，SLM)幾乎可以得到任意形式的矢量光場。

另一方面，空間結構光場中具有特殊相位分布的光場如渦旋光場和無衍射光場等，由于其位相特征帶來的中心奇異點、可控的軌道角動量和空間傳播的穩定性等特點，在光通信、光學操縱等領域具有巨大的應用潛力。1995年，實驗上便已有人觀測到渦旋光束的軌道角動量可以與微小粒子相互作用(Direct?Observation?of?Transfer?of?Angular?Momentum?to?Absorptive?Particles?from?a?Laser?Beam?with?a?Phase?Singularity,Phys.Rev.Lett.，1995，75(5):826-829.)，從而引起光致旋轉。目前光學渦旋已經被廣泛應用于光學微操縱技術中，如微小粒子的光學旋轉、囚禁、和引導等。而通過位相調控得到的無衍射光場是1987年由Durnin?J提出的(Exact?solutions?for?nondiffracting?beams(I)：The?scalar?theory.JOSA?A,(4),65l-654(1987))，這種光束在傳播過程中光斑橫向分布保持不變，使它在激光加工、光學準直和光鑷等領域有著良好的應用前景。