[发明专利]一种基于多模涡旋光束的目标复合运动探测装置

权利要求书

1.本发明涉及一种基于多模涡旋光束的目标复合运动探测装置，它包括：激光器(1)、分光棱镜1(2)、反射镜1(3)、偏振分光棱镜3(4)、凸透镜1(5)、光电探测器1(6)、凸透镜2(7)、光电探测器2(8)、分光棱镜2(9)、偏振分光棱镜2(10)、反射镜3(11)、螺旋相位板1(12)、反射镜2(13)、螺旋相位板2(14)、偏振分光棱镜1(15)；其特征在于，将正交偏振激光分成两束，一束作为参考光，另一束经螺旋相位板调制后形成偏振态、拓扑荷数均不同的多模涡旋光束并照射于物体表面；再将物体表面散射光与参考光汇合后的光束用光电探测器进行收集并分析，此时在两个方向上可分别得到多普勒频移f₁和f₂，此时根据公式Ω＝2π(f₁-f₂)/(l₁-l₂)可得到目标转速Ω，根据公式v＝c(l₁f₂-l₂f₁)/f₀(l₁-l₂)可得出目标的线速度v，式中l₁和l₂分别表示两束不同偏振态涡旋光的拓扑荷数，c为光速，f₀为参考光的频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于多模涡旋光束的目标复合运动探测装置，其特征在于涡旋光束照射线性与旋转复合运动物体时可同时产生线性与旋转多普勒频移，而两种类型的频移是耦合在一起的，采用双模叠加态光束相当于同时获得两组频移旋转多普勒频移成分不同而线性多普勒频移成分相同的两组频移值，得到两个方程，从而可以实现对两个耦合参数的一次性解耦测量。