一种动态曝光调控系统及矢量光场生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种动态曝光调控系统及矢量光场生成装置，所述动态曝光调控系统包括半波片、扇形狭缝、第一旋转机构及第二旋转机构；所述半波片设置在第一旋转机构上，所述扇形狭缝设置在第二旋转机构上；所述第一旋转机构及第二旋转机构用于调节半波片旋转角度与扇形狭缝方位角配向的相对速度之比，生成不同阶数的矢量光场。由半波片及扇形狭缝组成的动态曝光调控系统，通过第一旋转机构及第二旋转机构调节半波片旋转角度与扇形狭缝方位角配向的相对速度之比，生成不同阶数的矢量光场，不需要特殊设计的光学元件，且结构简单，操作方便，生成速度快，可以快速生成不同阶数的矢量光场。可以快速生成不同阶数的矢量光场。可以快速生成不同阶数的矢量光场。

【技术实现步骤摘要】
一种动态曝光调控系统及矢量光场生成装置


[0001]本专利技术涉及光电
，特别涉及一种动态曝光调控系统及矢量光场生成装置。

技术介绍

[0002]矢量光场的产生方法是国内外的研究热点之一。目前，已有大量的生成矢量光场的方法被提出。通常可将矢量光场的产生方法分为主动法和被动法两类。主动法，是通过设计激光器的谐振腔,直接输出矢量光束；被动法，是在激光器外光路中插入某种装置以改变激光器输出光束的偏振态，从而产生矢量光场。主动法能更高效地产生矢量光场,但缺乏灵活性。谐振腔经特殊设计后只能产生特定偏振态分布的矢量光场，而被动法能更方便地产生各种不同偏振态分布的矢量光场。被动法又可分为直接法和间接法：直接法是通过特殊设计的光学元件,比如亚波长光栅、相位光学元件、超表面、液晶等,将激光器输出的线偏振光束直接转化为矢量光束；间接法则主要是由多光束通过同轴叠加形成矢量光场,故又称为干涉法。现有的矢量光场的被动产生方法需要特殊设计的光学元件，需要将多光束经过同轴叠加，结构复杂，操作不方便以及速度慢。如发表在2010年《OPTICAL EXPRESS》上的文章 (Polarization converters based on axially symmetric twisted nematicliquid crystal[J].Optics Express,2010,18(4):3601
‑
3607.)介绍了一种基于轴对称光取向技术制备的轴对称扭曲向列相液晶(ASTNLC)器件，结构复杂、操作不方便，以及利用此方法生成时间需60min，且需要控制温度。

技术实现思路

[0003]为此，需要提供一种动态曝光调控系统及矢量光场生成装置，解决现有的矢量光场调节系统的结构复杂、操作不便以及调节速度慢的问题。
[0004]为实现上述目的，专利技术人提供了一种所述动态曝光调控系统，包括半波片、扇形狭缝、第一旋转机构及第二旋转机构；
[0005]所述半波片设置在第一旋转机构上，所述扇形狭缝设置在第二旋转机构上；
[0006]所述第一旋转机构及第二旋转机构用于调节半波片旋转角度与扇形狭缝方位角配向的相对速度之比，生成不同阶数的矢量光场。
[0007]进一步优化，所述扇形狭缝由两个扇形狭缝组成，用于通过调节两个扇形狭缝的相对大小调节曝光面积和曝光量。
[0008]还提供了另一技术方案，一种矢量光场生成装置，包括上述所述矢量光场动态曝光调控系统。
[0009]还提供了另一技术方案，一种矢量光场生成装置，包括激光器、偏振分束系统、反射镜组、动态曝光调控系统及偏振记录材料；
[0010]所述激光器用于产生光源，并射入偏振分束系统；
[0011]所述偏振分束系统用于对射入的光源分为偏振方向正交的参考光及信号光；
[0012]所述反射镜组用于将偏振分束系统分出的参考光及信号光相互垂直射入偏振记录材料；
[0013]所述动态曝光调控系统为上述所述动态曝光调控系统，所述动态曝光调控系统设置在信号光的传播路径上，用于对信号光进行调控生成不同的矢量光场；
[0014]所述偏振记录材料用于对射入的参考光及信号光进行偏振记录形成偏光全息图。
[0015]进一步优化，还包括第一透镜，所述第一透镜设置在激光器及偏振分束系统之间，所述第一透镜用于对激光器的发散光束准直为平行光束，并扩束。
[0016]进一步优化，还包括4f光学系统，所述4f光学系统包括第二透镜及第三透镜，所述第二透镜及第三透镜设置在动态曝光调控系统与偏振记录材料之间；
[0017]所述4f光学系统用于将扇形狭缝位置的偏振信息和相位信息传递至偏振记录材料中。
[0018]进一步优化，所述信号光为任意线偏振态，所述参考光为p偏振。
[0019]进一步优化，所述激光器为波长λ＝532nm的He
‑
Ne激光器。
[0020]进一步优化，所述偏振记录材料为块状PQ/PMMA光致聚合物材料。
[0021]进一步优化，还包括空间滤波器，所述空间滤波器设置在激光器及偏振分束系统之间。
[0022]区别于现有技术，上述技术方案，由半波片及扇形狭缝组成的动态曝光调控系统，通过第一旋转机构及第二旋转机构调节半波片旋转角度与扇形狭缝方位角配向的相对速度之比，生成不同阶数的矢量光场，不需要特殊设计的光学元件，且结构简单，操作方便，生成速度快，可以快速生成不同阶数的矢量光场。
附图说明
[0023]图1为具体实施方式所述动态曝光调控系统的一种结构示意图；
[0024]图2为具体实施方式所述扇形狭缝的一种结构示意图；
[0025]图3为具体实施方式所述半波片与扇形狭缝之间配速的一种示意图；
[0026]图4为具体实施方式所述一阶矢量光图像的一种示意图；
[0027]图5为具体实施方式所述二阶矢量光图像的一种示意图
[0028]图6为具体实施方式所述矢量光场生成装置的一种结构示意图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1、激光器，2、空间滤波器，3、第一透镜，4、偏振分束系统，5、第一反射镜，6、第二反射镜，7、半波片，71、第一旋转机构，8、扇形狭缝，81、第二旋转机构，9、第二透镜，10、第三透镜，11、偏振记录材料。
具体实施方式
[0031]为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
[0032]请参阅图1，本实施例提供了一种所述动态曝光调控系统，包括半波片7、扇形狭缝8、第一旋转机构71及第二旋转机构81；
[0033]所述半波片7设置在第一旋转机构71上，所述扇形狭缝8设置在第二旋转机构81
上；
[0034]所述第一旋转机构71及第二旋转机构81用于调节半波片7旋转角度与扇形狭缝8方位角配向的相对速度之比，生成不同阶数的矢量光场。
[0035]将半波片7安装在第一旋转机构71，将扇形狭缝8安装在第二旋转机构 81上，组成一个动态曝光调控系统，经过半波片7的偏振态θ
H
是其旋转角度的两倍，通过半波片7旋转角度与扇形狭缝8方位角配向的相对速度之比，生成不同阶数的矢量光场，其中，如图2所示，所述扇形狭缝8由两个扇形狭缝8组合而成，其作用于调节二者的相对大小从而调节曝光面积和曝光量。
[0036]如图3所示，矢量光束的偏振状态可以表示为(为极坐标系的极角，m为拓扑荷数，θ0是一个描述在时的初始偏振状态的常数)。
[0037]当s偏振通过半波片7时，出射光的琼斯矩阵可表示为：
[0038][0039]从而矢量光束的偏振态可表示为(θ
H
为经过半波片7后的偏振态)，故通过调控半波片7的初始偏振态θ0,以及半波片7和扇形狭缝8之间的相对速度之比就能够实现θ0不同的任意阶数矢量光。
[0040]例如，要产生偏振态为θ0＝0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态曝光调控系统，其特征在于，包括半波片、扇形狭缝、第一旋转机构及第二旋转机构；所述半波片设置在第一旋转机构上，所述扇形狭缝设置在第二旋转机构上；所述第一旋转机构及第二旋转机构用于调节半波片旋转角度与扇形狭缝方位角配向的相对速度之比，生成不同阶数的矢量光场。2.根据权利要求1所述动态曝光调控系统，其特征在于，所述扇形狭缝由两个扇形狭缝组成，用于通过调节两个扇形狭缝的相对大小调节曝光面积和曝光量。3.一种矢量光场生成装置，其特征在于，包括权利要求1
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2任意一项所述动态曝光调控系统。4.一种矢量光场生成装置，其特征在于，包括激光器、偏振分束系统、反射镜组...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄璐，谭小地，张远颖，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：