[发明专利]一种基于干涉的光束轨道角动量谱分析方法与装置

权利要求书

1.一种基于干涉的光束轨道角动量谱分析方法，其特征在于：

(1)引入一额外的高斯光束作为参考光束，使其与待测光束同轴干涉，通过面阵探测器分别测量干涉场的光场分布以及待测光束和参考高斯光束的光场分布，来直接计算出待测光束的轨道角动量谱；

(2)若设极坐标为通过面阵探测器捕获的待测光束强度分布矩阵为I、参考高斯光束强度分布矩阵为I_R、待测光束与参考高斯光束干涉后光束强度分布矩阵为I_cos，和待测光束与引入π/2附加相位延迟后的参考高斯光束干涉后光束强度分布矩阵为I_sin，则角量子数为l的轨道角动量成分强度比重C_l满足：

依次求出各个不同l值的强度比重，即得到待测光束的轨道角动量谱；

(3)依赖于基于干涉的光束轨道角动量谱分析装置，该装置具备参考高斯光束激光器、扩束器、两个检偏器，液晶相位延迟器、消偏振五五分光棱镜、面阵探测器和主机，其中：

所述参考高斯光束激光器用于产生参考高斯光束；

所述扩束器置于参考高斯光束激光器后方的激光光路中，用于参考高斯光束的扩束；

第一个检偏器置于扩束器后方的激光光路中，用于调节参考高斯光束的偏振态；

所述液晶相位延迟器置于第一个检偏器后方的激光光路中，用于为参考高斯光束引入可控的相位延迟；

所述消偏振五五分光棱镜置于液晶相位延迟器后方的激光光路中，用于将参考高斯光束与待测光束合束；

第二个检偏器，其主轴方向与第一个检偏器相同，置于消偏振五五分光棱镜之前的待测光束的光路中，用于调节待测光束的偏振态，使其能够与参考高斯光束同轴干涉；

所述面阵探测器置于消偏振五五分光棱镜后方的激光光路中，用于探测待测光束、参考高斯光束和干涉后的光束的光场强度分布；

所述主机用于分析面阵探测器捕获的待测光束、参考高斯光束和干涉后的光束的光场强度分布，并计算待测光束的轨道角动量谱。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法适用于任何激光束，不受待测光束光场分布的制约。