[发明专利]基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统与方法

权利要求书

1.一种基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述系统包括：

奇点光产生模块，用于产生不同拓扑荷数以及不同偏振阶数的奇点光；

偏振分离模块，用于将所述奇点光中的左旋圆偏振分量与右旋圆偏振分量进行分离，得到两个拓扑荷数不同的涡旋光束；

光强采集模块，用于采集分离后的涡旋光束分别经过柱透镜进行傅里叶变换后焦点位置的光强信息；

数据处理模块，用于基于GS迭代算法将两个涡旋光束的相位分别进行还原，并将两个不同偏振分量的涡旋光束进行叠加，得到所述奇点光的相位与偏振分布；

所述奇点光产生模块、所述偏振分离模块、所述光强采集模块以及所述数据处理模块依次连接。

2.根据权利要求1所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述奇点光产生模块包括：用于产生高斯光束的光源；

与所述光源连接，用于改变入射光偏振方向的起偏器；

与所述起偏器连接，用于改变入射光相位与偏振结构，并产生不用拓扑荷数以及不同偏振阶数的奇点光的奇点光产生装置。

3.根据权利要求2所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述偏振分离模块包括：与所述奇点光产生装置连接，用于实现对偏振分离的偏振分解器。

4.根据权利要求3所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述光强采集模块包括：与所述偏振分解器连接，用于实现傅里叶变换的傅里叶变换单元；与所述傅里叶变换单元连接，用于采集分离后的涡旋光束的光强图案的光强拍摄装置。

5.根据权利要求2所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述光源设置为波长为632.5nm的He-Ne激光器，所述起偏器为格兰棱镜，所述奇点光产生装置包括四分之一波片与Q-plate。

6.根据权利要求5所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述奇点光产生装置还包括涡旋超表面或者空间光调制器。

7.根据权利要求3所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述偏振分解器包括四分之一波片与偏振分束器。

8.根据权利要求7所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述偏振分解器还包括四分之一波片与检偏器。

9.根据权利要求4所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统，其特征在于，所述傅里叶变换单元为焦距为10cm的柱透镜；所述光强采集装置为CCD探测器。

10.一种基于上述权利要求1-9任一项所述的基于GS迭代算法的奇点光的相位与偏振检测系统的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

使用奇点光产生装置产生不同拓扑荷数以及不同偏振阶数的奇点光；

所述奇点光中的左旋圆偏振分量与右旋圆偏振分量进行分离，得到两个拓扑荷数不同的涡旋光束；

采集分离后的涡旋光束分别经过柱透镜进行傅里叶变换后焦点位置的光强信息；

基于GS迭代算法将两个涡旋光束的相位分别进行还原，并将两个不同偏振分量的涡旋光束进行叠加，得到所述奇点光的相位与偏振分布。