[发明专利]一种光场产生装置

说明书

本发明涉及光学教学实验仪器设备技术领域，尤其涉及一种光场产生装置，包括沿光传输方向依次设置的激光器、扩束准直组件、滤波片、第一偏振片、二元光学光栅玻片、第二偏振片和CCD相机，其中，所述二元光学光栅玻片上刻蚀有若干条纹，所述条纹图案的中心部分呈交叉状。本发明的光场产生装置能够产生更为复杂的结构光场，为结构光场的产生提供了一种新的方法和途径；且本发明不需要空间光调制器，同时本发明的光场产生装置作为教学实验仪器，操作简单，易于学生掌握，成本低，为高校购置相关光学实验仪器设备节省了大量开支。

技术领域

本发明涉及光学教学实验仪器设备技术领域，尤其涉及一种光场产生装置。

背景技术

近年来，关于矢量光场的调控越来越受到学者的重视，调控矢量光场的概念是相对于标量光场提出的。通常研究的如线偏振、圆偏振和椭圆偏振等光场都属于标量光场，它们的偏振态在空间均匀分布，即波前任意位置具有相同的偏振态。但矢量光场则不同，其偏振态分布是空间变化的，它是在同一时刻同一波阵面上不同位置具有不同偏振态的光场，也被称为偏振态非均匀分布的光场。这种特殊的性质导致矢量光场在许多科学领域都有着重要的学术价值和潜在应用。矢量光场最基本的例子是径向偏振光和旋向偏振光。这两种偏振光的波阵面上任意一点的偏振态都是线偏振，但是在不同位置线偏振的倾斜方向不同。径向偏振光波阵面上任意一点的电矢量振动都沿着极坐标系的矢径方向，而旋向偏振光在同一时刻同一波阵面上任意一点的电矢量振动都沿着切向，即极坐标系中方位角的方向。径向和旋向偏振光的局域偏振态是线偏振的，所以我们仍然可以通过偏振片来检测它们的性质。调制偏振光的方法多样，其中大多数都操作繁琐，装置复杂，成本居高，这给研究者带来极大不便。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种光场产生装置，该光场产生装置可以不需要空间光调制器，且能够产生矢量光束。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光场产生装置，包括沿光传输方向依次设置的激光器、扩束准直组件、滤波片、第一偏振片、二元光学光栅玻片、第二偏振片和CCD相机，其中，所述二元光学光栅玻片上刻蚀有若干条纹，所述条纹图案的中心部分呈交叉状。

进一步地，所述条纹的宽度与相邻两所述条纹之间的间距相等。

进一步地，所述条纹的深度＝λ/(2n-2),其中λ是所述激光的波长，n是该二元光学光栅玻片的折射率。

进一步地，所述若干条纹中长度最常的第一条纹的长度是与其相邻的第二条纹组的长度的二倍。

进一步地，所述第二条纹组包括N条条纹,N大于等于1。

优选地，所述第二条纹组包括1-3条条纹。

进一步地，所述呈交叉状条纹的交叉位置为所述第一条纹长度的二分之一位置处或/和所述第二条纹组的远离所述玻片边缘的一端。

进一步地，所述二元光学光栅玻片上刻蚀有若干条纹所构成的形状呈圆形。

进一步地，光场产生装置还包括4f光学组件，所述4f光学组件包括依次设置的间距为f的第一透镜、90度胶合的λ/4玻片、第二透镜以及光栅。

有益效果：

本发明通过用刻有特定间距条纹的新型结构玻片作为二元光学栅玻片，且该二元光学栅玻片设置于沿光传输方向的第一偏振片和第二偏振片之间，使得本发明的光场产生装置能够产生更为复杂的结构光场，为结构光场提供了一种新的光场形态；且本发明不需要空间光调制器，同时本发明的光场产生装置作为教学实验仪器，操作简单，易于学生掌握，成本低，为高校购置相关光学实验仪器设备节省了大量开支。

附图说明

图1为本发明所述的拓扑荷n为1，初相位为0时二元光学光栅玻片示意图；

图2为本发明所述的拓扑荷n为1，初相位为π/2时二元光学光栅玻片示意图；