[發(fā)明專利]基于徑向偏振分光棱鏡的徑向偏振光束生成裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610212716.7
• 申請(qǐng)日: 2016-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN105629495A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛璟燾;祝連慶;孟闊;婁小平;董明利;劉鋒;莊煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B27/28
• 分類號(hào): G02B27/28
• 代理公司: 北京律恒立業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 顧珊;陳軼蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于徑向偏振分光棱鏡的生成 徑向偏振光束的裝置。

背景技術(shù)

因?yàn)閺较蚱窆馐哂休S對(duì)稱的偏振結(jié)構(gòu)和中空的強(qiáng)度分布，所以使它 在一些科學(xué)研究和工程技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。特別是徑向偏振光束， 由于其在高數(shù)值孔徑透鏡聚焦下，聚焦光斑可突破衍射極限，并且在焦點(diǎn)附 近具有很強(qiáng)的縱向電場(chǎng)分量。2003年德國(guó)的R.Dorn等在PhysicsReview Letters上報(bào)道了他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于徑向偏振光可以得到小于0.16λ2 的聚焦光斑(小于線偏振光束的極限聚焦光斑0.26λ2)。目前，徑向偏振光 束在帶電微粒加速、粒子捕獲、生物醫(yī)學(xué)、高分辨率成像技術(shù)和激光加工等 領(lǐng)域的應(yīng)用已被大量報(bào)道。

目前，徑向偏振光束的生成方法仍然是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。產(chǎn)生徑向偏 振光束的方法可以分為兩類：腔內(nèi)法和腔外轉(zhuǎn)化法，前者類似于制作一個(gè)生 成徑向偏振光束的激光器；后者則是將激光器出射的光束進(jìn)行變換產(chǎn)生徑向 偏振光束。目前主要采用的腔外轉(zhuǎn)化方法有相干合成技術(shù)、空間偏振轉(zhuǎn)化器 件等方法。常見的空間偏振轉(zhuǎn)化器件有組合半波片、亞波長(zhǎng)光柵和液晶偏振 轉(zhuǎn)化器件。上述空間偏振轉(zhuǎn)化器件為不連續(xù)器件，優(yōu)點(diǎn)是加工方便靈活可生 成高階徑向偏振光束，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率不高和生成徑向偏振光束的純度不高。

因此，需要一種能夠提高純度和轉(zhuǎn)化效率的徑向偏振光束生成裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于徑向偏振分光棱鏡的生成徑向偏振光束 的裝置，包括：激光光源、四分之一波片、激光擴(kuò)束鏡、螺旋相位片、徑向 偏振分光棱鏡、偏振片、透鏡和CCD相機(jī)；從激光光源出射水平偏振光，經(jīng) 過快軸水平放置的四分之一波片后轉(zhuǎn)化成圓偏振光束，所述圓偏振光束經(jīng)過 激光擴(kuò)束鏡擴(kuò)束準(zhǔn)直后垂直入射到所述螺旋相位片的中心，出射螺旋光束， 垂直入射到所述徑向偏振分光棱鏡的中心，出射光束即為徑向偏振光束；所 述徑向偏振分光棱鏡和透鏡之間放置一個(gè)用于檢測(cè)徑向偏振光束的所述偏振 片，通過所述透鏡后用所述CCD相機(jī)進(jìn)行光強(qiáng)分布的檢測(cè)。

優(yōu)選地，所述徑向偏振分光棱鏡包括一個(gè)平凸軸錐鏡和一個(gè)平凹軸錐鏡。

優(yōu)選地，所述平凸軸錐鏡和平凹軸錐鏡為兩個(gè)頂角為90°的互補(bǔ)軸錐 鏡。

優(yōu)選地，所述平凸軸錐鏡的錐面鍍有偏振分光膜。

優(yōu)選地，所述平凸軸錐鏡和平凹軸錐鏡的材料為熔石英K9或ZF玻璃。

優(yōu)選地，所述徑向偏振光束可以表示為：

J(φ)=cosφsinφ]]>

其中φ是方位角。

優(yōu)選地，所述徑向偏振分光棱鏡可表示為如下瓊斯矩陣形式：