[發明專利]一種測量光束軌道角動量譜的裝置與系統

有效

• 申請號: 201510867994.1
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105509878B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 高春清;付時堯;張世坤
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G01J1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于達曼渦旋光柵遠場衍射光場直接得出軌道角動量譜的系統，其特征在于，具備：

讀取部，其讀取入射光束通過達曼渦旋光柵的遠場衍射光斑的灰度圖像；

第一控制部，其將所述讀取部得到的所述光斑進行編號，從左上至右下分別編號為+12～-12，設定初始光斑號變量L為13；

第二控制部，其將光斑號變量減1，即將(L-1)賦值給L；

判斷部，其判斷光斑號變量L的大小，若光斑號變量L大于或等于-12，繼續判斷光斑號L處光束中心是否具有實心光斑，若有，則執行第一計算部，若沒有，則將灰度值之和G(L)設置為0，并通過第二控制部進行控制；若光斑號變量L小于-12，則執行第二計算部；

第一計算部，其計算中心亮斑的各像素的灰度值之和G(L)，所述各像素的灰度值之和G(L)用來表示各像素的光強，在第一計算部執行完成后，返回第二控制部進行控制；

第二計算部，通過查詢對應于各光斑號L的灰度值之和G(L)確定最大值G_max，依次計算G(L)/G_max，分別確定各個歸一化后的對應于光斑號L的灰度值之和G`(L)，并確定G`(L)與光斑號L(即角量子數)之間的柱狀圖，從而直接得到入射光束的軌道角動量譜；

顯示部，其顯示通過第二計算部得到的軌道角動量譜。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述灰度圖像是通過將達曼渦旋光柵的全息光柵圖加載液晶空間光調制器上，采用光束直接沿光軸入射到系統中，從CCD相機讀取經過達曼渦旋光柵的遠場衍射光斑得到的。

3.一種測量光束軌道角動量譜的裝置，其特征在于，具備激光器、偏振分光棱鏡、兩個液晶空間光調制器、小孔光闌、擴束器、傅里葉透鏡、CCD相機、數據傳輸部和主機，其中：

所述偏振分光棱鏡置于激光器發出的激光光路中，用于生成水平線偏振激光；

所述兩個液晶空間光調制器的其中之一置于偏振分光棱鏡后方的激光光路中，用于將高斯光束轉化為攜帶有多種軌道角動量的多路復用渦旋光束；

所述小孔光闌置于液晶空間光調制器的后方的激光光路中，用于濾除雜散光；

所述擴束器置于小孔光闌后方的激光光路中，用于對多路復用渦旋光束進行準直與擴束；

所述兩個液晶空間光調制器的另外一個置于擴束器的后方激光光路中，用于加載達曼渦旋光柵的全息光柵圖，來作為達曼渦旋光柵；

所述傅里葉透鏡置于擴束器后液晶空間光調制器的后方的激光光路中，用于實現光場的傅里葉變換；

所述CCD相機置于傅里葉透鏡的后方激光光路中且置于傅里葉透鏡的像方焦平面處，用于接收變換后的遠場衍射光場；

所述數據傳輸部與CCD相機相連接，用于傳輸遠場衍射光場的灰度圖像；

所述主機，接收來自于數據傳輸部傳輸的遠場衍射光場的灰度圖像，其包括如權利要求1所述的系統，分析遠場衍射光場的灰度圖像，進而得到并顯示軌道角動量譜。

4.根據權利要求3所述的測量光束軌道角動量譜的裝置，其中，無需使用任何光功率測量器件。

5.根據權利要求3所述的測量光束軌道角動量譜的裝置，其中，只需一個達曼渦旋光柵。