一种生成扭曲阵列高斯谢尔模光束的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生成扭曲阵列高斯谢尔模光束的方法及装置，通过调控光束的空间相干性与相位特性来获得携带扭曲相位的阵列关联光束；该方法首先建立此类光束的理论模型以及选取合适的理论光学参数，并给出具体的实验合成方法，通过具体实验合成和测量该光束来反向拟合从而确定合适的光学参数，通过在空间光调制器上循环显示动态全息图，生成阵列形状且在传播过程中逐渐旋转的光斑，理论与实验结果十分吻合。本发明专利技术提出了一种复杂关联光束的合成方法，并可能为其他更复杂的扭曲部分相干源的设计提供新的可能性。设计提供新的可能性。设计提供新的可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种生成扭曲阵列高斯谢尔模光束的方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种实验生成扭曲阵列光束的方法，特别是一种生成扭曲阵列高斯谢尔模光束的方法及装置。

技术介绍

[0002]相位是光束的一种重要特性，携带扭曲相位的光束和普通光束的不同之处在于它只存在于部分相干光束中。扭曲光束作为一种特殊的新型光束，与一般的二次相位不同的是，扭曲相位不能被拆分成两个单独的一维坐标之积，它是一个具有二维结构的相位。由于其相位不可分离性使得部分相干扭曲光束与标准的高斯谢尔模光束在自由空间中传输时有着一些差别，扭曲相位存在手性，光束由于其内部相位呈现不对称性使得光斑在传输过程沿着光轴逐渐旋转。扭曲因子是扭曲相位中重要的参数，扭曲因子的大小会影响光斑在旋转过程中的旋转速度以及光强分布、相干度分布、偏振态及偏振度分布，它的正负会影响光斑的旋转方向。
[0003]随着对扭曲光束研究的不断深入，发现其拥有很大研究价值和应用前景，特别是在光学微操纵、光通信、减少湍流引起的闪烁、退化和强大的自重建等方面的优势得到了广泛的研究和应用。在应用方面，Zhao等人通过研究聚焦扭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种产生扭曲阵列高斯谢尔模光束的方法，其特征在于，生成的扭曲光束在传播过程中具有阵列关联结构，该扭曲阵列高斯谢尔模光束在源场的交叉谱密度函数表达式为：源场的阵列关联函数g(r1,r2；ω)表达式为：其中r1＝(x1,y1)和r2＝(x2,y2)为源场的位置矢量；l为拓扑电荷；σ0代表与光源宽度相关的正常量；k＝2π/λ代表波数；μ为扭曲因子；δ0为相干长度；M＝N＝1；d为阵列间距常数。2.根据权利要求1所述的产生扭曲阵列高斯谢尔模光束的方法，其特征在于，为满足携带阵列关联函数的电磁光束的可实现条件，将公式(1)变换为：W(r1,r2)＝∫∫p(v)K
*
(r1,v)K(r2,v)(3)其中v＝(v
x
,v
y
)，p(v)代表非负的权重函数，K(r,v)代表核函数。3.根据权利要求2所述的产生扭曲阵列高斯谢尔模光束的方法，其特征在于，为了合成此类光束，任何的部分相干光均可被认为是一组相互不相关但完全相干的分量伪模式的加权叠加；对于此光源，其交叉谱密度函数表示为：其中代表二维离散变量,表示非负权重函数的离散采样，是满足条件的对应互不相关的伪模式；对于该光束，相应的权重函数和伪模式函数分别为：分别为：其中a代表与相干度有关的正常数，且b＝(2σ0)
‑2+a，l代表拓扑电荷；T(r)为阵列函数项；ε为反对称矩阵；n＝1,2...D1*D2,d1＝1,2...D1,d2＝1,2...D2,D1和D2分别是每一个交叉谱密度函数的权重在x和y两个不同方向上的采样点数；通过将单个的CSD的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱时军，秦程，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：