[发明专利]三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法及装置

权利要求书

1.一种三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法，其特征在于，包括：

搭建光场调制装置，所述光场调制装置可调制得到束腰位置接近空间光调制器感光面的高斯光束；

建立相干态光场的波迹二象性理论，根据所述波迹二象性理论确定三维波包轨迹耦合光束光场对应的目标参数；

根据所述目标参数，计算得到相位全息模板，并将所述相位全息模板写入所述空间光调制器；

将所述高斯光束照射加载所述相位全息模板图的所述空间光调制器得到目标光场。

2.根据权利要求1所述的三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法，其特征在于，还包括：

对所述高斯光束进行滤波和选模，获得稳定传输的所述三维波包轨迹耦合光束；

更换加载至所述空间光调制器的所述相位全息模板即可获得所需的各种目标所述三维波包轨迹耦合光束。

3.根据权利要求1所述的三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法，其特征在于，所述建立相干态光场的波迹二象性理论，根据所述波迹二象性理论确定三维波包轨迹耦合光束光场对应的目标参数，具体包括：

根据相干态光场的波迹二象性理论，确定三维波包轨迹耦合光束光场横模与参数之间的关系；

通过三维波包轨迹耦合光束横模与参数之间的关系，获得所述三维波包轨迹耦合光束光场对应的目标参数。

4.根据权利要求3所述的三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法，其特征在于，所述根据相干态光场的波迹二象性理论，确定三维波包轨迹耦合光束光场横模与参数之间的关系，具体包括：

根据薛定谔的量子波包理论，利用横模耦合效应建立具有波迹二象性耦合效应的三维波包轨迹耦合光束光场理论；

根据所述波迹二象性耦合效应的三维波包轨迹耦合光束光场理论，确定所述三维波包轨迹耦合光束光场横模与参数之间的关系。

5.根据权利要求1所述的三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法，其特征在于，所述根据所述目标参数，计算得到相位全息模板，并将所述相位全息模板写入所述空间光调制器，具体包括：

根据所述目标参数，确定对应的三维波包轨迹耦合光束光场的解析表达式；

根据计算全息方法和所述三维波包轨迹耦合光束光场的解析表达式，计算并得到所述三维波包轨迹耦合光束光场所需的所述相位全息模板；

将所述相位全息模板写入所述空间光调制器。

6.根据权利要求5所述的三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法，其特征在于，所述根据所述三维波包轨迹耦合光束光场对应的目标参数，确定对应的三维波包轨迹耦合光束光场的解析表达式，具体包括：

根据所述三维波包轨迹耦合光束光场的空间特征，确定所述三维波包轨迹耦合光束光场的特征参数；

将所述三维波包轨迹耦合光束光场的特征参数代入三维波包轨迹耦合光束光场族的表达式中，得到所述三维波包轨迹耦合光束光场的解析表达式。

7.根据权利要求5所述的三维波包轨迹耦合光束的腔外产生方法，其特征在于，所述根据计算机产生全息图方法和所述三维波包轨迹耦合光束光场的解析表达式，计算并得到所述三维波包轨迹耦合光束光场所需的所述相位全息模板，具体包括：

根据所述三维波包轨迹耦合光束光场的解析表达式，进行数值计算离散化处理，得到所述目标光场的相位及振幅分布；

使用所述目标光场的相位及振幅分布，结合计算全息法，构造所述相位全息模板。

8.一种三维波包轨迹耦合光束的腔外产生装置，其特征在于，包括：

搭建模块，用于搭建光场调制装置，所述光场调制装置可调制得到束腰位置接近空间光调制器感光面的高斯光束；

建立模块，用于建立相干态光场的波迹二象性理论，根据所述波迹二象性理论确定三维波包轨迹耦合光束光场对应的目标参数；

计算模块，用于根据所述目标参数，计算得到相位全息模板，并将所述相位全息模板写入所述空间光调制器；

照射模块，将所述高斯光束照射加载所述相位全息模板图的所述空间光调制器得到目标光场。