[发明专利]一种矢量非均匀厄米关联光束的产生装置及方法

说明书

本公开提供了一种矢量非均匀厄米关联光束的产生装置及方法，包括依次设置的光源、滤波片、光束扩展仪、反射镜、线偏振片、空间光调制器、第一圆孔、第一透镜、第二圆孔、第二透镜、高斯振幅滤波片和径向偏振转换器；扩束后的光束经过反射镜发射，反射光穿过线偏振片后照到空间光调制器上的全息图上，第一圆孔选择全息图的一级衍射图样，从第一圆孔出射的光依次经过第一透镜、第二圆孔、第二透镜、高斯振幅滤波片和径向偏振转换器后得到矢量厄米非均匀关联光束；本公开能够准确的产生径向偏振厄米非均匀关联光束，相比于传统的厄米非均匀关联光束，光强闪烁进一步的降低，光强强度得到了进一步的加强，能够更好的应用于自由空间光通信。

技术领域

本公开涉及光学技术领域，特别涉及一种矢量非均匀厄米关联光束的产生装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

高空间相干性是激光的一个重要特性，研究发现适当的降低相干性使其成为部分相干光时，在光通讯，遥感技术，其具有更好的优势。根据相干结构可以将部分相干光分为均匀关联(或谢尔模型)部分相干光和非均匀关联部分相干光，非均匀关联部分相干光展现出自聚焦，自偏移特性，在湍流介质中有较低的光强闪烁和较高的光强强度，尤其是当激光束用于自由空间光通讯时，非均匀关联分布相干光束的此特性将发挥巨大作用。偏振是光场的一个基本特性，根据偏振态，可以将矢量部分相干光束分为均匀偏振部分相干光束和非均匀偏振部分相干光束(例如径向偏振部分相干光束或角向偏振部分相干光束)。非均匀偏振光束可以减少湍流介质中的光强闪烁，所以将非均匀偏振态和非均匀关联结构结合的径向偏振厄米非均匀关联光束，将更利于减少湍流介质引起的光强闪烁，在光通讯和激光系统中起到很大的作用。

本公开发明人发现，目前产生非均匀关联光束的研究，包括利用模式展开方法、利用随机相位屏去产生非均匀关联光束的方法以及利用伪模叠加的方法，但是上述方法均是用于产生标量非均匀关联光束，均无法准确的生成非均匀偏振态和非均匀关联结构结合的径向偏振厄米非均匀关联光束。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种矢量非均匀厄米关联光束的产生装置及方法，能够准确的产生径向偏振厄米非均匀关联光束(RPHUNC)，相比于传统的厄米非均匀关联光束，光强闪烁进一步的降低，光强强度得到了进一步的加强，能够更好的应用于自由空间光通信。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种矢量非均匀厄米关联光束的产生装置。

一种矢量非均匀厄米关联光束的产生装置，包括反射镜以及反射镜反射点两侧的第一支路和第二支路；

所述第一支路包括依次设置的光源、滤波片和光束扩展仪，光源的出射端口、光束扩展仪的出射端口与反射镜的反射点共线；

所述第二支路包括依次设置的线偏振片、空间光调制器、第一选择元件、第一透镜、第二选择元件、第二透镜、高斯振幅滤波片和径向偏振转换器，线偏振片的中心、第一透镜的中心和第二透镜的中心与反射镜的反射点共线，光束经第一支路和反射点进入第二光路后输出矢量非均匀厄米关联光束。

本公开第二方面提供了一种矢量非均匀厄米关联光束的产生方法。

一种矢量非均匀厄米关联光束的产生方法，包括以下步骤：

按顺序依次沿光路方向设置光源、滤波片、光束扩展仪、反射镜、线偏振片、空间光调制器、第一圆孔、第一透镜、第二圆孔、第二透镜、高斯振幅滤波片、径向偏振转换器和CCD相机；

根据预设的模式数量和全息图数量，根据预设权重函数确定每个模式的权重；

按照每个模式的权重，将所有全息图加载到空间光调制器上循环播放；

通过CCD相机拍摄不同模式下的合成光束的光斑。