本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上至少包括空間光調(diào)制器、分束器、氦氖激光器、孔徑光闌、凸透鏡、CCD檢測(cè)器。不同階的渦旋光束由全息技術(shù)產(chǎn)生并通過計(jì)算機(jī)發(fā)送到空間光調(diào)制器中，用強(qiáng)度穩(wěn)定且波長(zhǎng)為632.8nm的氦氖激光器照射在空間光調(diào)制器上產(chǎn)生渦旋，通過分束器到達(dá)孔徑光闌，得到需要測(cè)量的渦旋光束，再經(jīng)過傾斜凸透鏡到達(dá)CCD檢測(cè)器處記錄強(qiáng)度信息。設(shè)定CCD和凸透鏡的距離，找到一個(gè)結(jié)果最顯著的位置，使得最終呈現(xiàn)出清晰的明暗相間條紋，此時(shí)拓?fù)浜傻臄?shù)目即為亮條紋數(shù)目減1，方向也由條紋朝向所決定。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)提供了一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，可測(cè)量較大拓?fù)浜傻南到y(tǒng)。
技術(shù)介紹
光學(xué)渦旋即為相位奇異點(diǎn)，是一種具有螺旋型波前結(jié)構(gòu)的特殊光場(chǎng)，它的一個(gè)最重要的特性就是具有確定的光子軌道角動(dòng)量。相位分布函數(shù)中常含有與旋轉(zhuǎn)方位角成正比的一項(xiàng):exp(il Θ )，I是整數(shù)也被稱作“拓?fù)浜伞薄９鈱W(xué)渦旋中的光束結(jié)構(gòu)具有一系列特殊的物理性質(zhì)，如強(qiáng)度呈環(huán)形分布、具有很小的中心暗斑尺寸、無(wú)加熱效應(yīng)、無(wú)衍射效應(yīng)等，近年來(lái)已經(jīng)在激光光學(xué)、微粒波導(dǎo)、生物醫(yī)學(xué)、原子光學(xué)和分子光學(xué)中得到廣泛的研宄和應(yīng)用。由于光學(xué)渦旋具有許多重要的潛在應(yīng)用價(jià)值，所以關(guān)于光學(xué)渦旋的研宄迅速發(fā)展起來(lái)，成為現(xiàn)代光學(xué)的一個(gè)重要分支，因此精確的測(cè)量拓?fù)浜傻拇笮?duì)確定軌道角動(dòng)量至關(guān)重要。測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻姆椒ㄓ泻芏啵饕梢苑譃楦缮娣ê脱苌浞ā８缮娣ㄊ禽^常用的一種。它包含有大量的光學(xué)器件，這些光學(xué)器件中的畸變，缺陷(如劃痕，塵埃)等都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成很大的干擾。近幾年，衍射方法得到了快速的發(fā)展。該方法是通過不同形狀的孔闌來(lái)測(cè)量拓?fù)浜桑m然避免了光學(xué)器件的干擾，但可測(cè)的拓?fù)浜呻A數(shù)較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)專利的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、容易實(shí)現(xiàn)的拓?fù)浜蓽y(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)將光學(xué)渦旋通過與光軸成一定傾角的凸透鏡，用CCD記錄下從該凸透鏡出射后傳輸一定距離的光強(qiáng)分布。該光強(qiáng)分布的明暗相間條紋，揭示出有關(guān)光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻男畔ⅰ１炯夹g(shù)專利只使用了傾斜凸透鏡一個(gè)光學(xué)器件，有效降低了光學(xué)器件間的干擾，所測(cè)量的拓?fù)浜蓴?shù)能達(dá)到14。本技術(shù)通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上至少包括空間光調(diào)制器(I)、分束器(2)、氦氖激光器(3)、孔徑光闌(4)、凸透鏡(5)、CCD檢測(cè)器(6)。本技術(shù)的特點(diǎn)是不同階的渦旋信息由全息技術(shù)產(chǎn)生并通過計(jì)算機(jī)發(fā)送到空間光調(diào)制器(I)中；氦氖激光器(3)產(chǎn)生的強(qiáng)度穩(wěn)定且波長(zhǎng)為632.Snm的激光束經(jīng)過分束器(2)并照射在空間光調(diào)制器(I)上產(chǎn)生虛擬束腰σ C1= 0.16nm且束腰位置在空間光調(diào)制器⑴后&= 28cm的渦旋光束；該渦旋光束再次通過分束器(2)并到達(dá)孔徑光闌⑷，其中孔徑光闌⑷與空間光調(diào)制器(I)的距離是固定值Z1= 24cm ;上述光束經(jīng)過傾斜的凸透鏡(5)并到達(dá)CXD檢測(cè)器(6)，其中凸透鏡(5)的焦距為f = 50cm且與光y軸形成傾斜度Θ = 6°的角，凸透鏡(5)與孔徑光闌⑷之間的距離是Z3= 258cm，(XD檢測(cè)器(6)與凸透鏡(5)之間的距離為Zc = 59.6cm;分析CCD檢測(cè)器(6)獲得的條紋信息得到拓?fù)浜傻拇笮『头较颉１炯夹g(shù)的有益效果是:一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)在CCD檢測(cè)器(6)處獲得的光強(qiáng)分布是一組具有傾斜方向的明暗相間的條紋。該組條紋的亮條紋數(shù)量減I即為渦旋拓?fù)浜纱笮 Ｔ摻M條紋的傾斜方向反映了渦旋拓?fù)浜傻姆较?條紋朝向?yàn)樽笊现赶蛴蚁聲r(shí)，拓?fù)浜蔀樨?fù)；條紋朝向?yàn)橛疑现赶蜃笙聲r(shí)，拓?fù)浜蔀檎１炯夹g(shù)專利實(shí)現(xiàn)了對(duì)光學(xué)渦旋拓?fù)浜纱笮『头较虻耐瑫r(shí)測(cè)量，并且具有操作簡(jiǎn)單，效果明顯，部件少的特點(diǎn)。【附圖說(shuō)明】下面結(jié)合附圖及實(shí)施方案對(duì)該技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)示意圖。圖中1.空間光調(diào)制器，2.分束器，3.氦氖激光器，4.孔徑光闌，5.凸透鏡，6.(XD檢測(cè)器。具體實(shí)施方案圖1中一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)的工作步驟如下:1、不同階的渦旋光束由全息技術(shù)產(chǎn)生并通過計(jì)算機(jī)發(fā)送到空間光調(diào)制器(I)中；2、氦氖激光器(3)產(chǎn)生的強(qiáng)度穩(wěn)定且波長(zhǎng)為632.Snm的激光束經(jīng)過分束器(2)并照射在空間光調(diào)制器(I)上產(chǎn)生虛擬束腰σ 0.16nm且束腰位置在空間光調(diào)制器(I)后Z2= 28cm的渦旋光束；3、該渦旋光束再次通過分束器⑵并到達(dá)孔徑光闌(4)，其中孔徑光闌(4)與空間光調(diào)制器⑴的距離是固定值Z1= 24cm ；4、上述光束經(jīng)過傾斜的凸透鏡(5)并到達(dá)CXD檢測(cè)器￠)，其中凸透鏡(5)的焦距為f = 50cm且與光y軸形成傾斜度Θ =6°的角，凸透鏡(5)與孔徑光闌(4)之間的距離是Z3= 258cm，CCD檢測(cè)器(6)與凸透鏡(5)之間的距離為Zc = 59.6cm ；5、分析CXD檢測(cè)器(6)獲得的條紋信息得到拓?fù)浜傻拇笮『头较颉！局鳈?quán)項(xiàng)】1.一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上至少包括空間光調(diào)制器(1)、分束器(2)、氦氖激光器(3)、孔徑光闌(4)、凸透鏡(5)、CCD檢測(cè)器(6)，其特征是:不同階的渦旋光束由全息技術(shù)產(chǎn)生并通過計(jì)算機(jī)發(fā)送到空間光調(diào)制器(I)中，氦氖激光器(3)產(chǎn)生的強(qiáng)度穩(wěn)定且波長(zhǎng)為632.Snm的激光束經(jīng)過分束器(2)并照射在空間光調(diào)制器(I)上產(chǎn)生渦旋，通過分束器(2)到達(dá)孔徑光闌(4)，得到需要測(cè)量的渦旋光束，再經(jīng)過傾斜凸透鏡(5)到達(dá)CCD檢測(cè)器(6)處記錄并分析結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，其特征是:上述孔徑光闌(4)與空間光調(diào)制器的距離是固定值Z1= 24cm，且孔徑光闌(4)選出的渦旋高斯形光束在空間光調(diào)制器(I)后面距離為Z2= 28cm的位置處產(chǎn)生虛擬束腰σ ^=0.16nm，凸透鏡(5)的焦距為f = 50cm且與光y軸形成傾斜度為Θ =6°的角，凸透鏡(5)與孔徑光闌⑷之間的距離是Z3= 258cm, CXD檢測(cè)器(6)與凸透鏡(5)之間的距離為Zc =59.6cm03.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，其特征是:在CCD檢測(cè)器(6)處獲得的光強(qiáng)分布是一組具有傾斜方向的明暗相間的條紋，該組條紋的亮條紋數(shù)量減I即為渦旋拓?fù)浜纱笮。摻M條紋的傾斜方向反映了渦旋拓?fù)浜傻姆较?條紋朝向?yàn)樽笊现赶蛴蚁聲r(shí)，拓?fù)浜蔀樨?fù)；條紋朝向?yàn)橛疑现赶蜃笙聲r(shí)，拓?fù)浜蔀檎！緦＠勘炯夹g(shù)涉及一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上至少包括空間光調(diào)制器、分束器、氦氖激光器、孔徑光闌、凸透鏡、CCD檢測(cè)器。不同階的渦旋光束由全息技術(shù)產(chǎn)生并通過計(jì)算機(jī)發(fā)送到空間光調(diào)制器中，用強(qiáng)度穩(wěn)定且波長(zhǎng)為632.8nm的氦氖激光器照射在空間光調(diào)制器上產(chǎn)生渦旋，通過分束器到達(dá)孔徑光闌，得到需要測(cè)量的渦旋光束，再經(jīng)過傾斜凸透鏡到達(dá)CCD檢測(cè)器處記錄強(qiáng)度信息。設(shè)定CCD和凸透鏡的距離，找到一個(gè)結(jié)果最顯著的位置，使得最終呈現(xiàn)出清晰的明暗相間條紋，此時(shí)拓?fù)浜傻臄?shù)目即為亮條紋數(shù)目減1，方向也由條紋朝向所決定。【IPC分類】G01J9/00【公開號(hào)】CN204718696【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520397045【專利技術(shù)人】劉靜, 陳君 【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院【公開日】2015年10月21日【申請(qǐng)日】2015年6月9日本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用傾斜凸透鏡測(cè)量光學(xué)渦旋拓?fù)浜傻南到y(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上至少包括空間光調(diào)制器(1)、分束器(2)、氦氖激光器(3)、孔徑光闌(4)、凸透鏡(5)、CCD檢測(cè)器(6)，其特征是：不同階的渦旋光束由全息技術(shù)產(chǎn)生并通過計(jì)算機(jī)發(fā)送到空間光調(diào)制器(1)中，氦氖激光器(3)產(chǎn)生的強(qiáng)度穩(wěn)定且波長(zhǎng)為632.8nm的激光束經(jīng)過分束器(2)并照射在空間光調(diào)制器(1)上產(chǎn)生渦旋，通過分束器(2)到達(dá)孔徑光闌(4)，得到需要測(cè)量的渦旋光束，再經(jīng)過傾斜凸透鏡(5)到達(dá)CCD檢測(cè)器(6)處記錄并分析結(jié)果。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉靜，陳君，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)計(jì)量學(xué)院，
類型：新型
國(guó)別省市：浙江;33
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。