[实用新型]一种两组正交干涉条纹的复合全息图的光路

说明书

本发明涉及一种两组正交干涉条纹的复合全息图的光路，一束准直平行光经样品调制作为物光束，另一束与之相干的准直平行光穿过偏振光栅后转化为周期性偏振结构光作为参考光束；物光束和参考光束经消偏振分光棱镜合束，同时使两光束的夹角所在平面与偏振光栅的栅线平行，并发生离轴干涉；透镜对样品和偏振光栅成像于图像采集器件的记录面，得到一幅复合全息图。本发明提出方法所涉及的光路具有结构简单、易调节且实时测量精度高等优点，适用于动态测量任意光束的三维完整信息和表征光学偏振样品和元件，也适用于其他复杂物理系统的动态测量及实时监测。

技术领域

本发明属于光电技术领域，涉及一种两组正交干涉条纹的复合全息图的光路。

背景技术

近年来，随着人们对激光认识的不断深入和激光技术应用的发展，通过调控光束的振幅、相位、偏振等参量提出了一系列具有特殊空间分布的新型光束，例如具有螺旋相位的涡旋光束，偏振态依赖空间分布的矢量光束，具有横向自加速和无衍射特性的艾里光束等。这些光束已广泛应用于超分辨率成像、光学微操作、激光微加工、大容量光通信等领域。而周期性偏振结构光场的相关应用依然有待发掘。

精确快速测量光束在三维空间中的完整信息，包括光束的振幅、相位及偏振分布，是发展新型空间结构光束的应用研究的基础。传统的全息术只能测量光场的相位和振幅。而光束偏振态的测量方法主要是利用波片、偏振片的组合，通过记录一系列不同偏振方向的强度图后计算得到光束的偏振分布。这种方法测量过程缓慢且测量误差较大，因此在快速测量瞬态偏振动力学方面面临很大的困难。同时，研究者也提出了利用干涉相移法测量光束的偏振分布，但此类方法只适用于测量标量光束。为了同步测量任意光束的相位和偏振分布，研究者提出利用超表面、亚波长光栅等结构材料，这种测量方法具有测量系统体积小且稳定的优点，但只适用于表征光束的局部分布。综上所述，目前能同时测量光场的完整信息的手段存在诸多局限，测量系统不仅体积庞大，且对所使用的光学元件的质量和精确对准具有很高的要求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种两组正交干涉条纹的复合全息图的光路。

技术方案

一种实现所述两组正交干涉条纹的复合全息图的光路，其特征在于样品6为透射样品；光路包括偏振光栅8、第二消偏振分光棱镜9、透镜10和图像采集器件11；一束激光穿过样品6后作为物光束，另一束与之相干的准直平行光穿过偏振光栅8后转化为周期性偏振结构光作为参考光束；物光束和参考光束经第二消偏振分光棱镜9合束后发生离轴干涉，并使两光束的夹角所在平面与偏振光栅82的栅线平行；透镜10 将样品6和偏振光栅8成像到图像采集器件11的记录面，得到一幅复合全息图。

上述样品6还可以为反射样品；当样品6为反射样品时；在反射样品与第二消偏振分光棱镜9之间还设有第三消偏振分光棱镜12，接收一束激光经第三消偏振分光棱镜12反射至反射样品，反射样品将光束反射并透过第三消偏振分光棱镜12后作为物光束。

对于透射样品，形成两束激光的光路包括相干光源1、扩束器2、半波片3、第一消偏振分光棱镜4、第一反射镜5和第二反射镜7；相干光源1输出的细激光束经扩束器2扩束准直为一束平行光，经半波片3调制为水平线偏振光，经第一消偏振分光棱镜4分成两束互相垂直的透射光和反射光，透射光经第一反射镜5反射后经透射式样品6调制作为物光束；反射光经第二反射镜7反射后经偏振光栅8转化为偏振结构光作为参考光束。

对于反射样品，形成两束激光的光路包括相干光源1、扩束器2、半波片3、第一消偏振分光棱镜4、第一反射镜5和第二反射镜7；相干光源1输出的细激光束经扩束器2扩束准直为一束平行光，经半波片3调制为水平线偏振光，经第一消偏振分光棱镜4分成两束互相垂直的透射光和反射光，透射光经第三消偏振分光棱镜12反射后经反射式样品6调制作为物光束；反射光经第二反射镜7反射后经偏振光栅8转化为偏振结构光作为参考光束。