[發明專利]一種基于徑向偏振變化的矢量光束的線偏振光生成裝置

有效

• 申請號: 201910013322.2
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109557679B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 陳瑞品;劉彩霞;張曉雨
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

1.一種基于徑向偏振變化的矢量光束的線偏振光生成裝置，其特征在于，包括徑向偏振變化的矢量光束生成器(A)，功率調節器(B)，非局域非線性介質(C)，容積尺寸控制器(D)，一個小孔徑光闌(E)，線偏振片(F)以及圖像傳感器(G)和電腦(H)，所述矢量光束生成器(A)生成的徑向偏振變化的矢量光束表示為：

其中r,θ表示矢量光束傳播的徑向坐標軸，z表示矢量光束在傳播方向z軸上的傳播距離，所述z軸為水平軸且平行于所述非局域非線性介質(C)的厚度方向，E(r,θ,z＝0)表示矢量光場的電場表達式，A₀表示振幅，r₀為矢量光束傳播初始半徑，w₀是基模高斯光束的腰斑半徑，l是與偏振態分布徑向變化周期相關的調制參數，e_x和e_y分別是x方向和y方向上的單位向量，i表示虛數單位；

其中，矢量光束生成器(A)生成偏振態徑向變化的矢量光束，經過在所述非局域非線性介質(C)中傳播后，透過對所述矢量光束起限制作用的光闌(E)后經過線偏振片(F)得到線偏振光，所述線偏振光通過圖像傳感器(G)接收，在連接所述圖像傳感器(G)的電腦(H)上與圖像傳感器(G)相匹配的軟件中呈現徑向變化的矢量光束的線偏振態分布圖。

2.根據權利要求1所述的基于徑向偏振變化的矢量光束的線偏振光生成裝置，其特征在于，所述非局域非線性介質為向列相液晶或鉛玻璃。

3.根據權利要求1所述的基于徑向偏振變化的矢量光束的線偏振光生成裝置，其特征在于，所述線偏振光為兩種同時存在且相互正交的線偏振光、沿45°方向偏振的線偏振光以及沿135°方向偏振的線偏振光。

4.根據權利要求3所述的基于徑向偏振變化的矢量光束的線偏振光生成裝置，其特征在于，通過改變所述功率調節器（B）的功率獲得所述兩種同時存在且相互正交的線偏振光、沿45°方向偏振的線偏振光以及沿135°方向偏振的線偏振光；或者，通過容積尺寸控制器（D）改變所述非局域非線性介質（C）的厚度來獲得所述兩種同時存在且相互正交的線偏振光、沿45°方向偏振的線偏振光以及沿135°方向偏振的線偏振光，所述非局域非線性介質（C）的厚度即為所述傳播距離z。

5.根據權利要求4所述的基于徑向偏振變化的矢量光束的線偏振光生成裝置，其特征在于：

當輸入功率P_in一定時，使用圖像傳感器(G)獲取最初位置的線偏振態分布圖，通過容積尺寸控制器(D)改變矢量光束在非局域非線性介質(C)中的傳播距離z，矢量光束在非局域非線性介質(C)中傳播距離為時，表現為沿45°方向偏振的線偏振光；矢量光束在非局域非線性介質(C)中傳播距離為時，表現為沿45°和135°正交的線偏振光，將獲得的沿45°和135°正交的線偏振光旋轉一定角度即可得到沿其他方向偏振的正交線偏振光；所述矢量光束在非局域非線性介質(C)中傳播距離為時，表現為沿135°方向偏振的線偏振光；其中，z_p為z的單位長度，P_in表示光束的輸入功率，γ是與所述非局域非線性介質(C)的響應函數相關的材料常數,k＝0,1,2,3…。

6.根據權利要求4所述的基于徑向偏振變化的矢量光束的線偏振光生成裝置，其特征在于：

當所述傳播距離z一定時，使用圖像傳感器(G)獲取最初位置的線偏振態分布圖，通過功率調節器(B)改變矢量光束生成器(A)的輸入功率P_in，從而使傳播 距離z的單位長度z_p發生改變，當所述矢量光束在所述非局域非線性介質(C)中傳播距離為表現為沿45°偏振的線偏振光，當輸入功率改為之前的倍時，表現為沿45°和135°正交的線偏振光，當輸入功率改為之前的倍時，表現為沿135°方向偏振的線偏振光；所述矢量光束在所述非局域非線性介質(C)中傳播距離為時，表現為沿45°和135°正交的線偏振光，當輸入功率改為之前的倍時，表現為沿45°方向偏振的線偏振光，當輸入功率改為之前的倍時，表現為沿135°方向偏振的線偏振光；所述矢量光束在所述非局域非線性介質(C)中傳播距離為時表現為沿135°偏振的線偏振光，當輸入功率改為之前的倍時，表現為沿45°和135°正交的線偏振光，當輸入功率改為之前的倍時，表現為沿45°方向偏振的線偏振光，其中，z_p為z的單位長度，γ是與所述非局域非線性介質(C)響應函數相關的材料常數,k＝0,1,2,3…。