[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811633054.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109506579B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瑞品;劉彩霞;張曉雨;王中興
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/06
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/06;G01B11/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 杜陽(yáng)陽(yáng)

1.一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

光束生成器，用于生成矢量渦旋光束，所述矢量渦旋光束的偏振態(tài)是角向變化的；

非局域非線(xiàn)性介質(zhì)，設(shè)置在所述光束生成器的出射光路上，用于將所述矢量渦旋光束穩(wěn)定地傳輸出去；

尺寸控制器，與所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)連接，用于改變所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)的尺寸；

小孔徑光闌，設(shè)置在所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)的輸出光路上，用于對(duì)經(jīng)所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)傳播后的矢量渦旋光束的大小進(jìn)行限制，形成小孔徑矢量渦旋光束；

線(xiàn)偏振片，設(shè)置在所述小孔徑光闌的輸出光路上，用于將所述小孔徑矢量渦旋光束轉(zhuǎn)換為線(xiàn)偏振光；

圖像傳感器，設(shè)置在所述線(xiàn)偏振片的輸出光路上，用于接收所述線(xiàn)偏振光；

處理器，與所述圖像傳感器連接，用于依據(jù)所述線(xiàn)偏振光生成線(xiàn)偏振態(tài)分布圖，并依據(jù)所述線(xiàn)偏振態(tài)分布圖確定所述矢量渦旋光在所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)中傳播距離的改變量；

控制輸入功率一定，使用所述圖像傳感器獲取最初位置的線(xiàn)偏振態(tài)分布圖，通過(guò)所述尺寸控制器改變角向矢量渦旋光束在所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)中的傳播距離，使偏振態(tài)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，通過(guò)所述處理器得到的改變角向矢量渦旋光束在非局域非線(xiàn)性介質(zhì)中傳播距離前后偏振態(tài)的旋轉(zhuǎn)角度，確定傳播距離的改變量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)為液晶介質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述尺寸控制器為液晶容積尺寸控制器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器為CCD圖像傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述液晶介質(zhì)為向列相液晶介質(zhì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述非局域非線(xiàn)性介質(zhì)為鉛玻璃介質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于矢量旋渦光束的距離探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述矢量渦旋光束為：

其中A₀表示振幅，x表示矢量渦旋光束傳播的橫截面的水平方向坐標(biāo)，y表示矢量渦旋光束傳播的橫截面的豎直方向坐標(biāo)，z表示矢量渦旋光束的傳播方向的坐標(biāo)，r表示矢量渦旋光束傳播的橫截面上點(diǎn)(x,y)的極化半徑，表示點(diǎn)(x,y)的角向角度，表示矢量渦旋光束的附加相位，w₀表示基模高斯光束的腰斑半徑，m表示偏振拓?fù)浜蓴?shù)，n表示渦旋拓?fù)浜蓴?shù)，i表示虛數(shù)，Δθ表示沿y方向的偏振相對(duì)于沿x方向的偏振的相位差，e_x表示x方向上的單位向量，e_y表示y方向上的單位向量。