一种基于非线性晶体电光效应的矢量光场偏振态调制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于非线性光学晶体电光效应的矢量光场偏振态调制系统和方法。该系统主要由涡旋光发生系统、偏振态调制系统和检测系统构成。利用涡旋光发生系统产生涡旋光场；通过偏振态调制系统生成具有相反拓扑荷的一对两正交线偏振分量，并对其相对强度和相位差进行调制；通过四分之一波片将正交线偏振分量转化为正交圆偏振分量，并叠加产生矢量光场。在偏振态调制系统中，两正交线偏振分量的相对强度和相位差通过两片电光晶体实现，由于晶体的电光效应，其折射率可通过外加电场进行控制，从而可以在不移动任何光学元件的情况下，实现对输出矢量光场偏振态的调制，为其在芯片等小尺寸器件中的应用提供了可能。等小尺寸器件中的应用提供了可能。等小尺寸器件中的应用提供了可能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非线性晶体电光效应的矢量光场偏振态调制系统


[0001]本专利技术涉及适合矢量光场的偏振态调制，特别是一种基于非线性晶体电光效应的矢量光场偏振态调制系统。

技术介绍

[0002]偏振是光的重要特性之一。相比于偏振态均匀分布的标量光场，具有非均匀偏振态分布的矢量光场具有许多新奇的特性，这使得矢量光场在诸多领域被研究和应用，例如超分辨成像、焦场定制、粒子捕获和操纵、数据存储以及光通讯等。在此驱动下，许多生成矢量光场的方法被提出，尤其是用于产生柱对称光场的方法。这些方法大致可以分为直接和间接两类。前者通常基于特定的光学元件，例如空变相位延迟器、锥形Brewster棱镜、q
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plate、超表面材料等。而在间接方法中，液晶空间光调制器(LCSLM)和螺旋相位板通常被用于产生涡旋光束，柱对称光场可以通过在Mach
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Zehnder、Sagnac以及其他类型的干涉装置中使两个本征态叠加得到。
[0003]柱对称矢量光场是一种典型的矢量光场，其偏振态分布可以用高阶庞加莱球上的一个点来表示。高阶庞加莱球是由S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性晶体电光效应的矢量光场偏振态调制系统，其特征在于，包括：涡旋光发生系统，用于产生涡旋光场；偏振态调制系统，包括Mach
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Zehnder干涉系统、第一电光晶体(C1)、第二电光晶体(C2)、Dove棱镜、第一电压源(V1)、第二电压源(V2)和四分之一波片(QWP1)；所述第一电光晶体(C1)位于Mach
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Zehnder干涉系统的输入端，其光轴与水平方向成45
°
放置；第一电光晶体(C1)与晶体光轴垂直的两面镀金属电极，并分别与第一电压源(V1)正负极连接；所述第二电光晶体(C2)位于Mach
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Zehnder干涉系统的反射臂或者输出端，其光轴沿水平方向放置；第二电光晶体(C2)与晶体光轴垂直的两面镀金属电极，并分别与第二电压源(V2)正负极连接；所述Dove棱镜位于Mach
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Zehnder干涉系统的透射臂，用以实现透射分量涡旋拓扑荷的反转；所述四分之一波片(QWP1)的光轴与水平方向成45
°
放置，用于将两个正交线偏振分量转换为正交圆偏振分量，并叠加产生矢量光场；偏振态检测系统，为光轴沿水平方向的四分之一波片(QWP2)与检偏器(P)，用于对输出光场的偏振态进行检测；所述的涡旋光发生系统产生的水平线偏振涡旋光束经过电光晶体(C1)，利用第一电压源(V1)调节两个正交偏振分量的相对强度，并在Mach
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Zehnder干涉系统输入端分束为水平偏振的透射光和竖直偏振的反射光，所述的透射光在经过Dove棱镜时实现涡旋拓扑荷反转，所述的反射光在经过第二电光晶体(C2)时，利用第二电压源(V2)调节其相位延迟量；两束偏振态相互正交的线偏振光在Mach
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Zehnder干涉系统输出端合束，经过四分之一波片(QWP1)转化为正交圆偏振分量，并叠加产生矢量光场。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的第一电光晶体(C1)与晶体光轴垂直的两面镀金属电极，并分别与第一电压源(V1)正负极连接。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的第二电光晶体(C2)与晶体光轴垂直的两面镀金属电极，并分别与第二电压源(V2)正负极连接。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，利用第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德安，韩璐，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：