一种测量光束涡旋的方法及其装置

摘要

本发明公开了一种测量光束涡旋的方法及其装置。其结构为：按携带涡旋的光束入射方向依次设置长轴相互垂直的第一柱面镜和第二柱面镜，在距离第二个柱面镜的反位相平面上设置一个电荷耦合器件，电荷耦合器件测量得到的光强分布数据输入计算机。本发明根据测量得到的光强分布数据，计算得到光束在平面上关联结构的二维分布，用于判断被测光束所携带的涡旋数目和涡旋方向。本发明利用相互垂直的柱面镜组合的光学系统和关联函数计算方法，能精确测量光束所携带的涡旋的方向和数目，适用于信息存储、光学通信、粒子操控等领域。测量装置简单实用，测量精确，具有实际应用价值。

主权项

一种测量光束涡旋的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将携带涡旋的被测光束通过第一个柱面镜，柱面镜的长轴为水平或垂直放置，光源与柱面镜的距离为z₀，柱面镜的焦距为f₁；（2）从第一个柱面镜出射的涡旋光束再经过与第一个柱面镜长轴垂直放置的第二个柱面镜，第二个柱面镜距离第一个柱面镜的距离为l₀，第二个柱面镜的焦距为f₂；（3）测量第二个柱面镜的反位相平面z上的光强分布，反位相平面z按公式：计算得到；（4）根据测量得到的光强分布数据，计算得到光束在平面z上关联结构的二维分布，判断被测光束所携带的涡旋数目和涡旋方向；涡旋数目为(n‑1)/2，其中n为关联的条纹数目；涡旋方向为：关联条纹长轴指向偏左+1，偏右‑1。