余弦-高斯关联光束的产生系统、产生方法

摘要

本发明公开了一种余弦‑高斯关联光束的产生系统、产生方法及其测量装置，余弦‑高斯关联光束为余弦‑高斯关联的部分相干高斯光束，所述产生系统依次包括激光器、偏振片、扩束镜、液晶空间光调制器、圆形光阑、聚焦凸透镜、旋转毛玻璃片、准直凸透镜、和高斯滤波片，所述旋转毛玻璃片表面包括若干颗粒，颗粒大小遵从高斯统计分布。本发明结构紧凑，可操控性能好，适用范围广，所产生的余弦‑高斯关联的部分相干光束源在信息传输、工业加工等领域具有广泛的应用前景。

主权项

一种余弦‑高斯关联光束的产生系统，其特征在于，所述余弦‑高斯关联光束为余弦‑高斯关联的部分相干高斯光束，所述产生系统依次包括激光器、偏振片、扩束镜、液晶空间光调制器、圆形光阑、聚焦凸透镜、旋转毛玻璃片、准直凸透镜、和高斯滤波片，所述旋转毛玻璃片表面包括若干颗粒，颗粒大小遵从高斯统计分布；所述激光器发出准直高斯光束，经由偏振片后产生线偏振的高斯光束；线偏振的高斯光束经过扩束镜扩束后，垂直入射在液晶空间光调制器上，经过位相调制后以透射方式输出，并经过圆形光阑筛选出合适的出射光斑；筛选过的出射光斑被聚焦凸透镜汇聚于旋转毛玻璃片上；通过旋转毛玻璃片后产生的部分相干光经过准直透镜准直，经过准直后输出的光束通过高斯滤波片的整型滤波，产生余弦‑高斯关联的部分相干高斯光束,所述余弦‑高斯关联的部分相干高斯光束的关联函数为：$\begin{array}{c}{J}_0\left(r_1,r_2\right)=C_0\exp \left[-\frac{r_1^2+r_2^2}{4{\sigma }_0^2}\right]\exp \left[-\frac{{\left(r_1-r_2\right)}^2}{2{\delta }^2}\right]\\ \times \cos \left[-\frac{\sqrt{2\pi }a\left(x_1-x_2\right)}{\delta }\right]\cos \left[-\frac{\sqrt{2\pi }a\left(y_1-y_2\right)}{\delta }\right]\end{array},$其中，r₁＝(x₁,y₁)及r₂＝(x₂,y₂)为所产生光束光源面上的任意两点，所述r₁＝(x₁,y₁)及r₂＝(x₂,y₂)为矢量，C₀为常数，a是正整数，代表光束的阶数，σ₀代表高斯滤波片的透射宽度，cos(.)代表余弦函数，exp(.)为指数函数，(.)为该函数的主体结构，δ＝λf/πω₀代表光源处的空间相干长度，其中，所述λ为激光器输出光束波长，f为准直透镜的焦距，ω₀为扩束后的光束束腰半径。