[实用新型]一种基于轴棱锥检测涡旋光拓扑荷数的装置

说明书

本实用新型涉及一种基于轴棱锥检测涡旋光拓扑荷数的装置，包括光学平台，光学平台设有激光器和沿激光器光轴依次设置的可调衰减器、准直扩束系统、光阑、螺旋相位板、轴棱锥系统以及观测系统。采用本实用新型的技术方案后，运用单个光学元件直接对涡旋光进行拓扑电荷数检测，这极大地简化了拓扑荷数检测的实验装置结构。相比于传统检测方案，本方案更加简单快捷、成本低、检测效率也更高。并且由于轴棱锥的线聚焦特性，使得该方案在实际检测工作中无需对检测点进行严格定标，更加具备灵活性。

技术领域

本实用新型涉及一种基于轴棱锥检测涡旋光拓扑荷数的装置，适用于光束拓扑荷数检测、光学测量、光学微操控、科学研究等方面，是一种用于检测微操控光源拓扑荷数的有力工具实用新型。

背景技术

涡旋光是一种具有螺旋波前且中心光强为零的空心光束。因其带有螺旋相位因子而具有轨道角动量，并且轨道角动量随拓扑电荷数的增大而增大，在与物质的相互作用过程中会有角动量的交换从而使物体发生旋转，可作为光学扳手。涡旋光在光学测量、量子信息编码、粒子旋转与操纵、图像处理等领域具有非常重要的应用价值，一直是研究的热门课题。目前产生涡旋光的方法主要有：计算全息法、空间光调制器法、螺旋相位板法以及几何光学模式转换法等。而相应的对于涡旋光拓扑电荷数的测量方法也大致可分为：Mach-Zehnder干涉法、计算全息图法、涡旋光与平面波干涉法、杨氏双峰干涉法等。2013年Vaity等提出利用凸透镜聚焦斜入射涡旋光的方式对涡旋光拓扑电荷数进行检测。此方法虽然简单可靠，但是由于凸透镜本身具备的点聚焦特性，致使携带拓扑电荷数信息的衍射光斑图仅出现在凸透镜焦点位置。因此应用此法进行涡旋光拓扑电荷数检测时，需要对检测点的位置进行严格定标。

鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于轴棱锥检测涡旋光拓扑荷数的装置，该装置具有结构简易、使用方便的优点。

本实用新型的另一目的在于提供一种基于轴棱锥检测涡旋光拓扑荷数的方法，该方法无需对检测点进行严格定标，在较长距离范围内均可实现对光束拓扑电荷数的检测，并且此方案在实际检测工作中更具备灵活性，实施起来更加简单快捷，成本也较低。

为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：

一种基于轴棱锥检测涡旋光拓扑荷数的装置，包括光学平台，光学平台设有激光器和沿激光器光轴依次设置的可调衰减器、准直扩束系统、光阑、螺旋相位板、轴棱锥系统以及观测系统。

作为本实用新型的一种优选方式，所述光学平台上设有光学支架，所述激光器、所述可调衰减器、所述准直扩束系统、所述光阑、所述螺旋相位板、所述轴棱锥系统以及所述观测系统分别安装在光学支架上。

作为本实用新型的一种优选方式，所述准直扩束系统为望远镜准直扩束系统。

作为本实用新型的一种优选方式，所述轴凌锥系统为可调旋转轴棱锥系统，可调旋转轴棱锥系统包括轴棱锥和高精度角度偏转器。

作为本实用新型的一种优选方式，所述观测系统为CCD观测系统。

本实用新型还提出一种基于轴棱锥检测涡旋光拓扑荷数的，获取涡旋光，将涡旋光正入射轴凌锥并产生含有涡旋光拓扑电荷数信息的畸变光斑图，通过观测系统显示畸变光斑图。

作为本实用新型的一种优选方式，所述轴凌锥倾斜设置，轴棱锥的倾斜角通过高精度角度偏转器调节，倾斜角的大小选取检测效果的角度值。

作为本实用新型的一种优选方式，通过激光器、可调衰减器、望远镜准直扩束系统、光阑以及螺旋相位板获得所述涡旋光。