[发明专利]基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生方法及装置

权利要求书

1.一种基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤10：提供一环形螺旋光纤光栅谐振器，所述环形螺旋光纤光栅谐振器包括表面刻写有周期性螺旋光栅的螺旋光纤光栅，所述螺旋光纤光栅的两端焊接在一起形成环形波导结构；

步骤20：将激光光束沿切线方向耦合进所述环形螺旋光纤光栅谐振器中，当激光光束从所述周期性螺旋光栅处辐射至空间时被转换为涡旋光束。

2.根据权利要求1所述的基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生方法，其特征在于，所述环形螺旋光纤光栅谐振器的制备方法包括如下步骤：

步骤01：将一光纤上待加工部分的表面涂覆层去掉，露出内部结构；

步骤02：对所述光纤中待加工部分的内部结构进行加热，使之熔融；

步骤03：将所述光纤绕其轴线方向旋转，使之形成周期性螺纹表面，得到所述螺旋光纤光栅，该周期性螺纹表面即为所述周期性螺旋光栅；

步骤04：取适当长度的螺旋光纤光栅，并将所述螺旋光纤光栅的两端焊接在一起形成环形波导结构，得到所述环形螺旋光纤光栅谐振器。

3.根据权利要求2所述的基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生方法，其特征在于，在步骤03中，将受热熔融的光纤放置于一电动位移平台上，所述电动位移平台上设置有分别用于夹取所述光纤两端的第一夹手和第二夹手，其中所述第一夹手在平台上固定不动，所述第二夹手连接有一旋转电机，所述旋转电机用于驱动所述第二夹手绕所述光纤的轴线方向旋转，以将所述光纤旋转形成周期性螺纹表面；根据所需的涡旋光束的周期来设定所述旋转电机的旋转速度。

4.根据权利要求2所述的基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生方法，其特征在于，在步骤03中，同时将所述光纤沿其轴线方向拉细，使之形成微纳光纤。

5.根据权利要求2所述的基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生方法，其特征在于，在步骤04中，根据所需的涡旋光束的阶数以及所述螺旋光纤光栅的周期来选取所述螺旋光纤光栅的长度和周期数。

6.根据权利要求1所述的基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生方法，其特征在于，步骤20包括如下步骤：

步骤201：发射激光光束；

步骤202：将激光光束分为第一激光光束和第二激光光束；

步骤203：分别对第一激光光束和第二激光光束进行衰减处理；

步骤204：将经过衰减的第一激光光束耦合进所述环形螺旋光纤光栅谐振器中，使之在所述螺旋光纤光栅谐振器内转换为涡旋光束并从所述周期性螺旋光栅处辐射出来，将经过衰减的第二激光光束进行准直处理；

步骤205：将辐射出来的涡旋光束聚焦处理，然后与第二激光光束合成在一起形成干涉；

步骤206：采集合成在一起的涡旋光束和第二激光光束，得到涡旋光束和第二激光光束的干涉条纹图像。

7.一种基于环形螺旋光纤光栅谐振器的涡旋光束产生装置，其特征在于，包括

可调谐激光器，用于发射激光光束；

环形螺旋光纤光栅谐振器，包括表面刻写有周期性螺旋光栅的螺旋光纤光栅，所述螺旋光纤光栅的两端焊接在一起形成环形波导结构，用于所将其内部的激光光束从所述周期性螺旋光栅处辐射至空间中并转化为涡旋光束；

耦合模块，用于将所述可调谐激光器发射的激光光束沿切线方向耦合进所述环形螺旋光纤光栅谐振器中；

分光模块，用于将所述可调谐激光器发射的激光光束分为第一激光光束和第二激光光束，其中第一激光光束用于产生涡旋光束；

合光模块，用于将所述环形螺旋光纤光栅谐振器辐射出来的涡旋光束与第二激光光束合成在一起形成干涉；

CCD相机，用于采集合成在一起的涡旋光束和第二激光光束，以得到涡旋光束和第二激光光束的干涉条纹图像；

第一衰减模块，用于在第一激光光束进入所述耦合模块之前，对第一激光光束进行衰减处理；

第二衰减模块，用于在第二激光光束进入所述合光模块之前，对第二激光光束进行衰减处理。