[發明專利]一種產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的方法和系統

有效

• 申請號: 201810291003.3
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108427204B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 王海云;劉琳;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;H01S3/00
• 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: 馮瑞;楊慧林

1.一種產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對激光器發出的準直高斯光束進行擴束處理；

S2、對擴束后的所述高斯光束進行調制，選取出所述高斯光束光強滿足各向異性高斯分布的一級衍射光斑；

S3、所述一級衍射光斑經過部分相干高斯光束調整器調整，得到部分相干均勻光束；

S4、所述部分相干均勻光束通過各向異性高斯濾波片進行振幅的整形處理后，在A-A截面處得到各向異性高斯謝爾模光束，

其中，所述各向異性高斯謝爾模光束是指滿足各向異性高斯謝爾模光束交叉譜密度表達式的光束；

S5、所述各向異性高斯謝爾模光束經過位于x-y平面的焦距為的第一柱面透鏡，焦距為的第二柱面透鏡，以及焦距為的第三柱面透鏡在B-B截面處得到所述各向同性的扭曲高斯謝爾模光束，所述第一柱面透鏡與所述第三柱面透鏡平行，且均沿x軸逆時針旋轉45°放置，分別得到第一柱面透鏡旋轉角和第三柱面透鏡旋轉角，所述第二柱面透鏡沿x軸順時針45°放置，得到第二柱面透鏡旋轉角；所述第一柱面透鏡放置在距離所述A-A截面處，所述第二柱面透鏡放置在距離所述第一柱面透鏡的位置處，所述第三柱面透鏡放置在距離所述第二柱面透鏡的位置處，三塊柱面透鏡依次沿z軸正向連續放置。

2.根據權利要求1所述的產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的方法，其特征在于：還包括步驟S6，將得到的所述各向同性扭曲高斯謝爾模光束經另一柱面透鏡調制，得到具有橢圓光強分布的各向同性扭曲高斯謝爾模光束，用于直觀驗證所述各向同性扭曲高斯謝爾模光束在傳播過程中發生扭曲的現象。

3.根據權利要求1所述的產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的方法，其特征在于：S2中的調制裝置包括空間光調制器以及圓形光闌。

4.根據權利要求1所述的產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的方法，其特征在于：S3中所述部分相干高斯光束調整器包括凸透鏡、旋轉毛玻璃片和準直透鏡，通過改變所述凸透鏡和所述旋轉毛玻璃片之間的距離，調整所述各向異性高斯謝爾模光束的相干性。

5.一種產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的系統，其特征在于，包括：激光器、擴束鏡、空間光調制器、圓形光闌、第一凸透鏡、旋轉毛玻璃片、第二凸透鏡、各向異性高斯濾波片、第一柱面透鏡、第二柱面透鏡以及第三柱面透鏡；

由激光器發出完全相干的高斯光束，經擴束鏡擴束后打到空間光調制器上，再經圓形光闌選取出滿足各向異性高斯分布的一級衍射光斑，再經過部分相干高斯光束調整器調整后，得到部分相干均勻光束，所述部分相干均勻光束通過各向異性高斯濾波片進行振幅的整形處理后，在A-A截面處得到各向異性高斯謝爾模光束，所述部分相干高斯光束調整器包括第一凸透鏡、旋轉毛玻璃片以及第二凸透鏡，通過改變所述第一凸透鏡和所述旋轉毛玻璃片之間的距離，調整所述各向異性高斯謝爾模光束的相干性；所述各向異性高斯謝爾模光束經過位于x-y平面的焦距為的第一柱面透鏡，焦距為的第二柱面透鏡，以及焦距為的第三柱面透鏡在B-B截面處得到所述各向同性的扭曲高斯謝爾模光束，所述第一柱面透鏡與所述第三柱面透鏡平行，且均沿x軸逆時針旋轉45°放置，分別得到第一柱面透鏡旋轉角和第三柱面透鏡旋轉角，所述第二柱面透鏡沿x軸順時針45°放置，得到第二柱面透鏡旋轉角；所述第一柱面透鏡放置在距離所述A-A截面處，所述第二柱面透鏡放置在距離所述第一柱面透鏡的位置處，所述第三柱面透鏡放置在距離所述第二柱面透鏡的位置處，三塊柱面透鏡依次沿z軸正向連續放置。

6.根據權利要求5所述的產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的系統，其特征在于：還包括第四柱面透鏡，將得到的所述各向同性扭曲高斯謝爾模光束調制成具有橢圓光強分布的各向同性扭曲高斯謝爾模光束，用于直觀驗證所述各向同性扭曲高斯謝爾模光束在傳播過程中發生扭曲的現象。

7.根據權利要求5所述的產生各向同性扭曲高斯謝爾模光束的系統，其特征在于：還包括所述各向同性扭曲高斯謝爾模光束的光強測量裝置，用于觀測和拍攝所述各向同性扭曲高斯謝爾模光束在傳播過程中的光強分布。