[發明專利]一種高效產生任意矢量光場的方法及裝置

有效

• 申請號: 201711282128.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108061975B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 劉圣;齊淑霞;章毅;李鵬;吳東京;韓磊;趙建林
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用相位型空間光調制器SLM高效產生任意矢量光場的裝置，其特征在于：由光源(1)發出的線偏振光束，經過半波片(2)，改變光源(1)輸出線偏振光束的偏振方向，使其沿45°方向偏振；進入光束分束系統(3)后，將入射光束分成偏振方向正交的兩束線偏振光；兩束線偏振光以一定間距平行入射到光束調控系統(4)加載不同的相位信息，通過光束合束系統(5)同軸疊加，再由四分之一波片(6)轉化為左右旋圓偏振光束，生成矢量光場；最后，由電荷耦合元件(7)探測所產生的矢量光場；

所述光束調控系統(4)由直角反射棱鏡(11)，半波片(12)，相位型空間光調制器SLM(13)組成：直角反射棱鏡(11)的一側先將入射的兩束線偏振光分別投射到分屏的相位型空間光調制器SLM(13)的兩側；當相位型空間光調制器SLM(13)加載相位信息后，兩束線偏振光將反射到直角反射棱鏡(11)的另一側，使兩束線偏振光輸入到光束合束系統(5)；直角反射棱鏡(11)第一次反射兩束線偏振光時，水平偏振光束直接投射到相位型空間光調制器SLM(13)的左半部分；由于相位型空間光調制器SLM(13)只對水平偏振光束響應，因此豎直偏振光束先通過緊貼相位型空間光調制器SLM(13)右半部分、光軸沿45°方向的半波片(12)，使偏振方向變為水平后投射到相位型空間光調制器SLM(13)的右半部分，經相位型空間光調制器SLM(13)反射后再次通過半波片(12)使偏振方向變回豎直；

所述相位型空間光調制器SLM(13)采用分屏方法，通過在相位型空間光調制器SLM(13)左、右半部分加載不同的相位圖，實現對輸出矢量光場振幅、相位和偏振態的實時調節，可高效產生任意矢量光場。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述光源(1)為單模激光器，選自氦氖激光器、氬離子激光器、半導體激光器及飛秒脈沖激光器任意一種。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述光束分束系統(3)是由第一偏振分光棱鏡(8)、第一反射鏡(9)和第二反射鏡(10)組成的三角干涉儀Ⅰ，或者為光束偏移器(17)，其作用是將入射光束分成偏振方向正交、且平行傳輸的兩束線偏振光。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述光束合束系統(5)是由第二偏振分光棱鏡(14)、第三反射鏡(15)和第四反射鏡(16)組成的三角干涉儀Ⅱ，或者為光束偏移器(18)，其作用是將入射的兩偏振方向正交且平行傳輸的兩束線偏振光同軸疊加。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述四分之一波片(6)的偏振方向與水平方向的夾角為45°，可將偏振方向正交的兩束線偏振光轉化為兩束旋向相反的圓偏振光，疊加生成矢量光場。