[實用新型]產生雙指數貝塞爾高斯光束的系統

有效

• 申請號: 201721143741.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN207457617U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 姚海南;王飛;蔡陽健
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李陽

本實用新型涉及一種產生雙指數貝塞爾高斯光束的系統，為了實現多個不同橫向波矢、具有特定振幅的貝塞爾高斯光束的疊加而設計。本實用新型包括：沿偏振高斯光束傳輸方向上依次設置的渦旋相位板、用于加載至少兩個環狀振幅全系圖的振幅空間光調制器以及經振幅空間光調制器輸出的雙指數貝塞爾高斯光束進行傅里葉變換的傅里葉透鏡。本實用新型雙指數貝塞爾高斯光束疊加的靈活性更高，產生雙指數貝塞爾高斯光束的操作也較為簡單。

技術領域

本實用新型涉及一種產生雙指數貝塞爾高斯光束的系統。

背景技術

自從Durnin提出并在實驗上產生貝塞爾光束以來，大量的工作都用來研究這種特殊的光束，因為它的兩個主要特性，即無衍射性和自修復性。這些特性使得貝塞爾光束在粒子加速、醫學成像、材料檢測、光學微操作、光學捕獲等領域有重要應用。由于理想的貝塞爾光束有無限打的徑向，攜帶無窮大的能量，使得理想的貝塞爾光束在物理中是無法產生的，所以在實驗中只能產生近似的貝塞爾光束，這些近似的貝塞爾光束可以在相當遠的傳播距離中具有貝塞爾光束的主要特性，貝塞爾高斯光束就是其中一種，同時實驗上也是很容易產生的。實驗中也在不斷改進方法來提高貝塞爾光束的產生質量。

目前主要的產生貝塞爾光束的方法有很多，用平行光經過一個圓環后用透鏡聚焦，可以在透鏡焦平面上產生零階貝塞爾光束是最早的方法。隨著技術的進步，用平行光經過棱鏡可以產生零階貝塞爾光束，也可以用拉蓋爾高斯光束經過棱鏡產生高階階貝塞爾光束。后來用空間光調制器結合全息圖可以產生各種貝塞爾光束，而諧振腔、折射系統、干涉儀、衍射相位元件等也可以用來產生貝塞爾光束。

實現貝塞爾光束疊加的方法主要是利用空間光調制器加載全息圖來實現。單空間光調制器實現貝塞爾光束的疊加是指利用一臺空間光調制器加載了環狀的相位全息圖將入射的光場直接轉變為多個貝塞爾光束疊加的光場(Vasilyeu R,Dudley A,Khilo N,etal.Generating superpositions of higher–order Bessel beams[J].Optics express,2009,17(26):23389-23395.)。

雙空間光調制器實現矢量貝塞爾光束的疊加是指利用空間光調制器只調制水平方向的光束的性質，先讓水平入射光場入射一臺加載了螺旋軸棱鏡相位全息圖的空間光調制器產生貝塞爾光束，再經過半波片讓光束分成水平和豎直兩個方向，隨后通過第二臺空間調制器對矢量貝塞爾光束的水平分量進行調制，最后讓矢量貝塞爾光束的兩個分量進行疊加的方法(Fu S,Zhang S,Gao C.Bessel beams with spatial oscillatingpolarization[J].Scientific Reports,2016,6.)。

單空間光調制器法只能實現是徑向波矢相同的貝塞爾光束的疊加，并且無法對貝塞爾光束的振幅進行控制。

雙空間光調制器實現矢量貝塞爾疊加法除了上面兩個缺點外，只能實現兩個貝塞爾光束的疊加，多個的無法實現，而且經過兩個空間光調制器是光的能耗利用率大大降低。

鑒于上述的缺陷，本設計人積極加以研究創新，以期創設一種產生雙指數貝塞爾高斯光束的系統，使其更具有產業上的利用價值。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種實現多個不同橫向波矢貝塞爾高斯光束的疊加，并且對多個貝塞爾高斯光束進行振幅控制的產生雙指數貝塞爾高斯光束的系統。

為達到上述實用新型目的，本實用新型產生雙指數貝塞爾高斯光束的系統，包括：

沿偏振高斯光束傳輸方向上依次設置的渦旋相位板、用于加載至少兩個環狀振幅全系圖的振幅空間光調制器以及經振幅空間光調制器輸出的雙指數貝塞爾高斯光束進行傅里葉變換的傅里葉透鏡。