[发明专利]一种基于径向偏振变化的矢量光束的线偏振光生成装置

权利要求书

1.一种基于径向偏振变化的矢量光束的线偏振光生成装置，其特征在于，包括径向偏振变化的矢量光束生成器(A)，功率调节器(B)，非局域非线性介质(C)，容积尺寸控制器(D)，一个小孔径光阑(E)，线偏振片(F)以及图像传感器(G)和电脑(H)，所述矢量光束生成器(A)生成的径向偏振变化的矢量光束表示为：

其中r,θ表示矢量光束传播的径向坐标轴，z表示矢量光束在传播方向z轴上的传播距离，所述z轴为水平轴且平行于所述非局域非线性介质(C)的厚度方向，E(r,θ,z＝0)表示矢量光场的电场表达式，A₀表示振幅，r₀为矢量光束传播初始半径，w₀是基模高斯光束的腰斑半径，l是与偏振态分布径向变化周期相关的调制参数，e_x和e_y分别是x方向和y方向上的单位向量，i表示虚数单位；

其中，矢量光束生成器(A)生成偏振态径向变化的矢量光束，经过在所述非局域非线性介质(C)中传播后，透过对所述矢量光束起限制作用的光阑(E)后经过线偏振片(F)得到线偏振光，所述线偏振光通过图像传感器(G)接收，在连接所述图像传感器(G)的电脑(H)上与图像传感器(G)相匹配的软件中呈现径向变化的矢量光束的线偏振态分布图。

2.根据权利要求1所述的基于径向偏振变化的矢量光束的线偏振光生成装置，其特征在于，所述非局域非线性介质为向列相液晶或铅玻璃。

3.根据权利要求1所述的基于径向偏振变化的矢量光束的线偏振光生成装置，其特征在于，所述线偏振光为两种同时存在且相互正交的线偏振光、沿45°方向偏振的线偏振光以及沿135°方向偏振的线偏振光。

4.根据权利要求3所述的基于径向偏振变化的矢量光束的线偏振光生成装置，其特征在于，通过改变所述功率调节器（B）的功率获得所述两种同时存在且相互正交的线偏振光、沿45°方向偏振的线偏振光以及沿135°方向偏振的线偏振光；或者，通过容积尺寸控制器（D）改变所述非局域非线性介质（C）的厚度来获得所述两种同时存在且相互正交的线偏振光、沿45°方向偏振的线偏振光以及沿135°方向偏振的线偏振光，所述非局域非线性介质（C）的厚度即为所述传播距离z。

5.根据权利要求4所述的基于径向偏振变化的矢量光束的线偏振光生成装置，其特征在于：

当输入功率P_in一定时，使用图像传感器(G)获取最初位置的线偏振态分布图，通过容积尺寸控制器(D)改变矢量光束在非局域非线性介质(C)中的传播距离z，矢量光束在非局域非线性介质(C)中传播距离为时，表现为沿45°方向偏振的线偏振光；矢量光束在非局域非线性介质(C)中传播距离为时，表现为沿45°和135°正交的线偏振光，将获得的沿45°和135°正交的线偏振光旋转一定角度即可得到沿其他方向偏振的正交线偏振光；所述矢量光束在非局域非线性介质(C)中传播距离为时，表现为沿135°方向偏振的线偏振光；其中，z_p为z的单位长度，P_in表示光束的输入功率，γ是与所述非局域非线性介质(C)的响应函数相关的材料常数,k＝0,1,2,3…。

6.根据权利要求4所述的基于径向偏振变化的矢量光束的线偏振光生成装置，其特征在于：

当所述传播距离z一定时，使用图像传感器(G)获取最初位置的线偏振态分布图，通过功率调节器(B)改变矢量光束生成器(A)的输入功率P_in，从而使传播 距离z的单位长度z_p发生改变，当所述矢量光束在所述非局域非线性介质(C)中传播距离为表现为沿45°偏振的线偏振光，当输入功率改为之前的倍时，表现为沿45°和135°正交的线偏振光，当输入功率改为之前的倍时，表现为沿135°方向偏振的线偏振光；所述矢量光束在所述非局域非线性介质(C)中传播距离为时，表现为沿45°和135°正交的线偏振光，当输入功率改为之前的倍时，表现为沿45°方向偏振的线偏振光，当输入功率改为之前的倍时，表现为沿135°方向偏振的线偏振光；所述矢量光束在所述非局域非线性介质(C)中传播距离为时表现为沿135°偏振的线偏振光，当输入功率改为之前的倍时，表现为沿45°和135°正交的线偏振光，当输入功率改为之前的倍时，表现为沿45°方向偏振的线偏振光，其中，z_p为z的单位长度，γ是与所述非局域非线性介质(C)响应函数相关的材料常数,k＝0,1,2,3…。