[發明專利]矢量特殊關聯的部分相干光束生成方法、測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202110271284.8
• 申請日: 2021-03-13
• 公開（公告）號: CN113031290B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 魏華哲;李曉飛;劉顯龍;蔡陽健
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本公開提供了一種矢量特殊關聯的部分相干光束生成方法、測量方法及裝置，包括對產生的激光進行擴束準直，并將擴束準直的激光分束為兩個具有不同正交分量的光束；對兩個光束分別加載特殊相干結構；將加載有特殊相干結構的兩個光束進行嚴格疊加，獲得矢量完全相干光束；對所述矢量完全相干光束進行分束，分別獲得參考光和信號光；將所述信號光入射至旋轉的毛玻璃片，獲得完全非相干光；對所述完全非相干光進行濾波整形，獲得矢量特殊關聯的部分相干光束；同時，基于光電耦合期間混合光束在兩個接收裝置的強度灰度分布圖獲得矢量部分相干光束結構函數的實部和虛部，實現矢量部分相干光束的測量。

技術領域

本公開屬于激光技術領域，尤其涉及一種矢量特殊關聯的部分相干光束生成方法、測量方法及裝置。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

部分相干光束作為對完全相干光的重要補充具有緩解光束的隨機起伏的優點，這與自由空間通信中對光束穩定性的要求不謀而合。多年來，對部分相干光的研究表明相較于完全相干光它具有降低光束散斑效應，減少在線性隨機介質(如大氣湍流)中的光束閃爍，光斑漂移以及在成像領域提高成像分辨率等優點。除此之外通過調控產生的特殊關聯部分相干光還具有許多新奇有趣的特性，如自分裂特性，自修復特性，自整形特性等。然而，初期的研究都是建立在將光束的矢量特性忽略，看做標量部分相干光的基礎上。隨著研究的深入，Wolf等人提出了偏振相干的統一導論，自此矢量的部分相干光與標量部分相干光建立起了密不可分的聯系。

矢量的部分相干光場是標量的部分相干光的矢量拓展，相比于標量的部分相干光在自由空間傳輸、光學成像、光與物質相互作用等方面展現出更加優越的表現。根據偏振相干的統一導論，不同于標量部分相干光場表征兩點之間的電場關聯，矢量部分相干光場表征同一個電場里兩點的不同正交分量之間的關聯性。矢量部分相干光的二維統計特性由復相干矩陣表征，復相干矩陣能夠詳細的描述在一對點處波動光場分量之間的相關性。近些年的研究發現，矢量特殊關聯的部分相干光在應用領域會展現出更加豐富的偏振和相干特性，豐富的信息蘊含在其關聯結構之中，這極大地引起了對矢量部分相干光的研究熱情。

然而，發明人發現，對于矢量特殊關聯的部分相干光的廣泛應用遇到了多方面的阻礙，其中，矢量特殊關聯的部分相干光的產生存在一定困難，且對關聯結構的測量仍是一個亟待解決的問題。到目前為止，標量的部分相干光的關聯結構的測量方法已經被陸續提出，而實現測量矢量空間相干結構的方法大致只有楊氏雙孔測量法和HBT(漢波利布朗特威思)實驗法兩種。但是這兩種方法存在著效率低、損耗大，操作復雜等劣勢，因此，尋找一種有效的簡便的測量矢量特殊關聯的部分相干光束的關聯結構的方法是必要的。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提供了一種矢量特殊關聯的部分相干光束生成方法、測量方法及裝置，能夠快速有效的生成矢量特殊關聯的部分相干光束，并且能夠簡便精確的測量矢量特殊關聯的部分相干光束的關聯結構。

根據本公開實施例的第一個方面，提供了一種矢量特殊關聯的部分相干光束生成方法，包括：

對產生的激光進行擴束準直，并將擴束準直的激光分束為兩個具有不同正交分量的光束；

對兩個光束分別加載特殊相干結構；

將加載有特殊相干結構的兩個光束進行嚴格疊加，獲得矢量完全相干光束；

對所述矢量完全相干光束進行分束，分別獲得參考光和信號光；

將所述信號光入射至旋轉的毛玻璃片，獲得完全非相干光；

對所述完全非相干光進行濾波整形，獲得矢量特殊關聯的部分相干光束。

根據本公開實施例的第二個方面，提供了一種矢量特殊關聯的部分相干光束生成裝置，包括激光器、偏振分束鏡、空間光調制器、第一分束鏡及毛玻璃片；