一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统，包括氦氖激光器、分束立方晶体、空间光调制器、空间滤波系统：通过空间光调制器用于基于预设干涉条纹掩模板对因斯高斯光束的波前相位进行调制来产生类因斯高斯光束，并将经相位调制后的类因斯高斯光束反射至所述分束立方晶体；通过所述空间滤波系统用于获取沿抛物线轨迹传输的所述类因斯高斯光束具有造价低，系统简单，操作方便等优点，有效降低了入射光的衍射损耗，系统输出功率较大，节省成本，提高了效率，能够很好地控制类因斯高斯光束的传播轨迹，并对其聚焦位置和强度进行调控。进行调控。进行调控。

【技术实现步骤摘要】
一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统


[0001]本技术实施例涉及光学
，尤其涉及一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统。

技术介绍

[0002]在2004年，科研工作者推导了空间近轴波动方程在椭圆坐标系下的准确正交解，即因斯高斯模式，随后在实验上成功产生了因斯高斯光束，从那时起，因斯高斯光束成为人们关注的焦点。因斯高斯模式是一种自然存在于稳定谐振腔中的激光模式，相比于厄米高斯模式和拉盖尔高斯模式，其具有奇模与偶模，有着更加丰富的横向光场模式分布，因此吸引了广大科研工作者在因斯高斯光束这一领域的深入研究。
[0003]自加速光束一直以来都是科研工作者的研究热点，以艾里光束为代表的自加速光束是一类在自由空间中具有弯曲传播特性的新颖光束，这类光束因其具有自加速、无衍射和自修复等奇异特性引起了人们的广泛关注。目前有两种方法可以获得自加速光束：第一，通过求解波动方程获得自加速光束，如艾里光束；第二，通过调制现有光束的波前相位，以获得自加速光束，如“自呼吸”类贝塞尔光束。经过波前调制后的光束可沿预设轨迹传播，并且其传播特性将会改变。因此，自加速光束在军事、国防、生物医疗、粒子操控等方面具有重要的应用。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统，能够很好地控制类因斯高斯光束的传播轨迹，有效降低了入射光的衍射损耗。
[0005]本技术实施例提供一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统，包括氦氖激光器、分束立方晶体、空间光调制器、空间滤波系统：
[0006]氦氖激光器，用于发射高斯光束；
[0007]分束立方晶体，用于将所述高斯光束分为第一高斯光束和第二高斯光束，将所述第一高斯光束发送至所述空间光调制器，接收所述空间光调制器反射的经调制后的类因斯高斯光束；将所述类因斯高斯光束和所述第二高斯光束发送至所述空间滤波系统；
[0008]所述空间光调制器用于基于预设干涉条纹掩模板对所述类因斯高斯光束进行相位调制，并将经相位调制后的类因斯高斯光束反射至所述分束立方晶体；
[0009]所述空间滤波系统用于获取沿抛物线轨迹传输的所述类因斯高斯光束。
[0010]作为优选的，所述空间滤波系统包括第一傅里叶变换透镜、光阑和第二傅里叶变换透镜；
[0011]所述第一傅里叶变换透镜用于对所述类因斯高斯光束进行傅里叶变换；
[0012]所述光阑设于所述第一傅里叶变换透镜的像方焦平面处，用于在像方焦平面处获取所述类因斯高斯光束的正一级干涉条纹；
[0013]所述第二傅里叶变换透镜用于对所述光阑捕获的所述类因斯高斯光束的正一级
干涉条纹进行反傅里叶变换调制，在像方焦平面获得沿抛物轨迹传输的类因斯高斯光束的初始光场。
[0014]作为优选的，所述预设干涉条纹掩模板为预先计算模拟获得的经抛物轨迹相位作用的因斯高斯光束与平面波的干涉条纹。
[0015]作为优选的，还包括扩束准直系统，所述扩束准直系统位于所述氦氖激光器和所述分束立方晶体之间，用于对所述高斯光束进行扩束并且准直后，发送至所述分束立方晶体。
[0016]作为优选的，还包括CCD相机，所述CCD相机设于所述第二傅里叶变换透镜一侧，用于观察传输距离范围内的光束。
[0017]作为优选的，还包括反射镜，所述反射镜设于所述第二傅里叶变换透镜远离所述光阑的一侧，所述反射镜用于将从第二傅里叶变换透镜出来的类因斯高斯光束的初始光场反射至自由空间中传播，以供所述CCD相机拍摄。
[0018]作为优选的，所述反射镜位于所述第二傅里叶变换透镜的像方焦平面处。
[0019]本技术实施例提供的一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统，采用空间光调制器对因斯高斯光束的波前相位进行调制来产生类因斯高斯光束，具有造价低，系统简单，操作方便等优点，有效降低了入射光的衍射损耗，系统输出功率较大，节省成本，提高了效率，能够很好地控制类因斯高斯光束的传播轨迹，并对其聚焦位置和强度进行调控。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为根据本技术实施例的控制因斯高斯光束传播轨迹的系统装置图；
[0022]图2为根据本技术实施例的全息干涉条纹掩模板；
[0023]图3为根据本技术实施例的类因斯高斯光束在自由空间中传播的强度分布和相位分布图；
[0024]图4为根据本技术实施例的类因斯高斯光束在不同抛物轨迹二次项系数条件下的传输图。
具体实施方式
[0025]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]本申请实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
[0027]本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗
示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列部件或单元的系统、产品或设备没有限定于已列出的部件或单元，而是可选地还包括没有列出的部件或单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固有的其它部件或单元。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0028]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0029]自加速光束一直以来都是科研工作者的研究热点，以艾里光束为代表的自加速光束是一类在自由空间中具有弯曲传播特性的新颖光束，这类光束因其具有自加速、无衍射和自修复等奇异特性引起了人们的广泛关注。目前有两种方法可以获得自加速光束：第一，通过求解波动方程获得自加速光束，如艾里光束；第二，通过调制现有光束的波前相位，以获得自加速光束，如“自呼吸”类贝塞尔光束。经过波前调制后的光束可沿预设轨迹传播，并且其传播特性将会改变。因此，自加速光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制因斯高斯光束传播轨迹的系统，其特征在于，包括氦氖激光器、分束立方晶体、空间光调制器、空间滤波系统：氦氖激光器，用于发射高斯光束；分束立方晶体，用于将所述高斯光束分为第一高斯光束和第二高斯光束，将所述第一高斯光束发送至所述空间光调制器，接收所述空间光调制器反射的经调制后的类因斯高斯光束；将所述类因斯高斯光束和所述第二高斯光束发送至所述空间滤波系统；所述空间光调制器用于基于预设干涉条纹掩模板对所述类因斯高斯光束进行相位调制，并将经相位调制后的类因斯高斯光束反射至所述分束立方晶体；所述空间滤波系统用于获取沿抛物线轨迹传输的所述类因斯高斯光束。2.根据权利要求1所述的控制因斯高斯光束传播轨迹的系统，其特征在于，所述空间滤波系统包括第一傅里叶变换透镜、光阑和第二傅里叶变换透镜；所述第一傅里叶变换透镜用于对所述类因斯高斯光束进行傅里叶变换；所述光阑设于所述第一傅里叶变换透镜的像方焦平面处，用于在像方焦平面处获取所述类因斯高斯光束的正一级干涉条纹；所述第二傅里叶变换透镜用于对所述光阑捕获的所述类因斯高斯光束的正一级干涉条纹进行反傅里叶变换调制，在像方焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩彬，吴攸，江骏杰，莫振武，黄海琪，许丹琳，邓冬梅，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：新型
国别省市：