[发明专利]产生时空涡旋光场的方法及时空涡旋光场的检测方法

权利要求书

1.一种产生时空涡旋光场的方法，通过在空间频率-频率面，对飞秒激光器发出的啁啾脉冲施加涡旋相位，从而在时间-空间面产生涡旋光场；

所述在空间频率-频率面，对啁啾脉冲施加涡旋相位具体方法：首先，飞秒激光器发出的啁啾脉冲先后经过衍射光栅和柱透镜进行时间-频率域的傅里叶变换，再入射到液晶光调制器在空间频率-频率面施加涡旋相位。

2.根据权利要求1所述产生时空涡旋光场的方法，其特征在于，所述液晶光调制器的涡旋相位可控，可取任意的拓扑荷，并且相位奇点的位置也可选择。

3.根据权利要求1所述产生时空涡旋光场的方法，其特征在于，所述啁啾脉冲为锁模飞秒激光器产生的脉宽为3ps的啁啾脉冲。

4.根据权利要求3所述产生时空涡旋光场的方法，其特征在于，所述啁啾脉冲先后经过衍射光栅和柱透镜进行时间-频率域的傅里叶变换，再入射到液晶光调制器在空间频率-频率面施加涡旋相位，空间频率-频率面施加涡旋相位后，光波包经过柱透镜和衍射光栅进行时间域上的傅里叶变换，光波包在自由空间传播大于瑞利距离完成在一个空间维度上的傅里叶变换；空间频率-频率面施加的涡旋相位在经过二维时空傅里叶变换后，在时间-空间面内仍然存在，也就是生成了时空涡旋光场。

5.根据权利要求4所述方法产生的时空涡旋光场的检测方法，其特征在于，锁模飞秒激光器产生的啁啾脉冲通过分光镜和一组光栅对进行脉宽压缩，形成90fs的参考超快脉冲，用于时空涡旋光场的三维强度分布测量；通过电控位移台控制光栅对的位置，使得参考超快脉冲与被测量的时空涡旋光场进行干涉，并用相机测量和记录干涉条纹的强度分布；利用参考超快脉冲与时空涡旋光场在时间维度上的几百个切片形成的干涉条纹，重建时空涡旋光场的相位分布信息，也可以用来重建时空涡旋光场的三维强度分布信息。