一种测量分数阶光学涡旋拓扑荷值的装置及其测量方法

摘要

一种测量分数阶光学涡旋拓扑荷值的装置及其测量方法，包括利用计算机全息技术将生成计算全息图写入空间光调制器的步骤；采用迈克尔逊干涉光路和四步相移技术获得涡旋光束的包裹相位图的步骤；利用相位图去包裹算法解析出涡旋光束的真实相位θ的分布，再由拓扑荷的定义m=θ/2π计算得到任意分数阶精度的拓扑荷值m。本发明装置及方法能实现分数阶涡旋光束任意阶(0.1阶)精度的拓扑荷值的测量，将涡旋光束拓扑荷值的测量从目前的半整数阶（0.5阶）精确到任意阶；可广泛应用于玻色-爱因斯坦凝聚、量子通信、信息编码与传输、粒子囚禁、光镊、光扳手等领域的拓扑荷值测量。

主权项

一种测量分数阶光学涡旋拓扑荷值的装置，其特征在于：包括一连续波激光器（100），在该连续波激光器（100）的光束前进方向依次设有准直扩束器（110）、高斯‑平顶光束转换器（120）、起偏器（131）、分束镜（140）；经分束镜（140）后，激光束被分为透射光和反射光，透射光与反射光成90°夹角，透射光作为参考光束照射在空间光调制器（150）上；反射光束照射在反射镜（220）上，所述反射镜（220）安装在压电陶瓷微位移台（210）上；反射后的透射光束和反射光束再次经过分束镜（140）合束后，经会聚透镜（230）会聚后照射在光阑（240）上，通过检偏器（132）后进入CCD相机（300）成像；所述的空间光调制器（150）与计算机（400）连接，计算机（400）将计算全息图输入到空间光调制器（150）上；所述的压电陶瓷微位移台（210）与微位移控制器（600）相连，所述的微位移控制器（600）分别与计算机（400）和触发器（500）相连；所述的CCD相机（300）分别与计算机（400）和触发器（500）相连。