一种基于光子轨道角动量的高精度波长计

摘要

本发明公开了一种基于光子轨道角动量的高精度波长计，通过该波长计的特殊光路结构可以将偏振和轨道角动量纠缠的量子态分开，从而实现携带两个极性相反的轨道角动量光子自我干涉，得到对波长很敏感的干涉花瓣图像，再对干涉花瓣图像的变化量进行分析，从而确定波长的变化量。上述方案鲁棒性强，容易集成，而且成本非常的低，同时，测量精度与分辨率也较高。

主权项

一种基于光子轨道角动量的高精度波长计，其特征在于，包括：激光器、两个半波片HWP、三个偏振分束器PBS、四个全反镜、两个聚焦透镜、四分之一波片QWP、涡旋光场产生片VPP、设置在温控系统内的非线性光学晶体KTP、CDD及图像分析器；其中：所述两个半波片HWP分别记为HWP1与HWP2，三个偏振分束器PBS分别记为PBS1、PBS2与PBS3，四个全反镜分别记为R1、R2、R3与R4，两个聚焦透镜分别记为L1与L2；所述激光器出射的相干光依次经过HWP、QWP、PBS1后射入全反镜R1中；所述全反镜R1将光束反射至PBS2后，一部分光经过PBS2透射后依次经过全反镜R4、VPP、全反镜R3与全反镜R2后回到PBS2中，再透射至聚焦透镜L1；另一部分光经过PBS2反射后依次经过全反镜R2、全反镜R3、VPP与全反镜R4后回到PBS2中，再反射至聚焦透镜L1；聚焦透镜L1聚焦后的光束再依次通过KTP、聚焦透镜L2、HWP2与PBS3后在CCD中成像，所述图像分析器从CCD中获取波长变动前后的两幅图像，并根据两幅图像的变化量计算波长变化。