[发明专利]一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统及方法

说明书

本发明是一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统及方法，包括激光器、空间光调制器、第一共焦透镜、圆孔光阑、第二共焦透镜、位相型朗奇光栅、磁光效应装置，其中激光器发出的激光经扩束镜后准直后形成入射光束，入射光束入射到空间光调制器，通过第一共焦透镜后，经过圆孔光阑选级，再经过两个波片形成左旋和右旋的两束圆偏振光，两束圆偏振光通过第二共焦透镜聚焦，再经过位相型朗奇光栅形成径向矢量偏振光束，径向矢量偏振光束通过磁光效应装置能形成其他类型的矢量偏振光束。本发明只需通过调节磁光效应装置的高频线圈电流就能对入射的矢量偏振光束的偏振方向进行调制，从而对矢量偏振光束之间进行转换，可靠性高、操作简易、转换类型多。

技术领域

本发明是一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统及方法，尤其涉及矢量偏振光束的空间调制系统及方法，基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统及方法的创新技术。

背景技术

矢量偏振光束(VPB)的空间偏振分布引起的特殊性质，使其与线偏振光、圆偏振光有许多显著的不同，引起业内研究人员的广泛关注。矢量偏振光束在多种领域有广泛的应用，例如引导和捕捉粒子、粒子加速、提高显微镜的分辨率、金属切割、提高存储密度以及表面等离子体共振(SPR)等方面。随着人们对矢量偏振光束认识的不断深入，它将在越来越多的领域得到广泛应用。至今为止，产生矢量偏振光束的实验方法有很多种，且已有较成熟的仪器，这些仪器通常只能直接产生单一的矢量偏振光束，如径向矢量偏振光束或角向矢量偏振光束。研究试验中，经常通过加入两个半波片实现对径向矢量偏振光束和角向矢量偏振光束进行相互转换。

然而，这种转换方法并不方便，因为利用半波片只能进行径向矢量偏振光束和角向矢量偏振光束之间的转换，当研究人员需要使用其他类型的矢量偏振光束时，就必须重新设计实验光路来产生所需的矢量偏振光束，而无法通过简单地调整波片使已知的矢量偏振光束变更为研究所需的其他类型的矢量偏振光束。

发明内容

本发明针对上述缺点提出了一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统。本发明设计合理，结构简单，方便实用。

本发明的另一目的是提出一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统的调制方法。本发明操作简单，调节方便，能将入射的矢量偏振光束转换成其他类型的矢量偏振光束，弥补目前其他转换方法中采用波片作为转换器件，且只能转换成单一矢量偏振光束的不足。

本发明的技术方案是：包括有激光器、空间光调制器、第一共焦透镜、圆孔光阑、第二共焦透镜、位相型朗奇光栅、磁光效应装置，其中激光器发出的激光经扩束镜后准直后形成入射光束，入射光束入射到空间光调制器，通过第一共焦透镜后，经过圆孔光阑选级，再经过两个波片形成左旋和右旋的两束圆偏振光，两束圆偏振光通过第二共焦透镜聚焦，再经过位相型朗奇光栅形成径向矢量偏振光束，径向矢量偏振光束通过磁光效应装置能形成其他类型的矢量偏振光束。

本发明基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统的调制方法，包括如下步骤：

1)激光光束入射到由空间光调制器、第一共焦透镜、圆孔光阑、第二共焦透镜、位相型朗奇光栅组成的4f光学系统后产生径向矢量偏振光束；

2)径向矢量偏振光束入射到磁光效应装置，通过控制缠绕在磁光效应装置所设的磁光介质表面的高频线圈电流，改变轴向信号磁场强度H,根据光的偏振面旋转角度θ与磁光介质长度L及其磁场强度H的关系：θ＝KHL,K为维尔德常数，调节磁光效应装置的高频线圈电流，改变轴向信号磁场强度，从而改变光束的偏振方向。