[发明专利]一种生成有限能量一阶艾里导数光束的方法

权利要求书

1.一种生成有限能量一阶艾里导数光束的方法，应用于一阶艾里导数光束生成装置，所述一阶艾里导数光束生成装置包括：激光器、第一空间光调制器、过滤系统、艾里光学变换系统和光束轮廓分析仪；所述过滤系统包括4f光学系统和光阑，所述艾里光学变换系统包括第三凸透镜、第二空间光调制器和第四凸透镜；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

激光器产生基模高斯光束，并将所述基模高斯光束输入到第一空间光调制器中；

第一空间光调制器对所述基模高斯光束进行优美厄米-高斯转换，得到权重系数分别为4(τγ)^3/2、2τ^3/2、2γ^3/2和1的四束优美厄米-高斯光束，并将权重系数分别为4(τγ)^3/2、2τ^3/2、2γ^3/2和1的所述四束优美厄米-高斯光束输入到过滤系统中；其中和w₀表示基模高斯光束的束腰尺寸，α和β表示所述第一空间光调制器上载的控制参数；

所述过滤系统对权重系数分别为4(τγ)^3/2、2τ^3/2、2γ^3/2和1的所述四束优美厄米-高斯光束进行光束滤光净化，滤除杂散光，并将优美厄米-高斯叠加光源输入到艾里光学变换系统中；

所述艾里光学变换系统对所述优美厄米-高斯叠加光源进行艾里光学变换，得到有限能量一阶艾里导数光束，并将所述有限能量一阶艾里导数光束输入到所述光束轮廓分析仪中；

光束轮廓分析仪对所述有限能量一阶艾里导数光束的光强分布进行记录。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述基模高斯光束输入到第一空间光调制器中之前，所述方法还包括：对所述基模高斯光束进行扩束。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述4f系统包括第一凸透镜和第二凸透镜，所述光阑位于所述第一凸透镜和所述第二凸透镜之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二空间光调制器上加载有立方相位信息，所述立方相位信息如下式所示：

其中，k为波数，k＝2π/λ，λ为基模高斯光束的波长，f₃和f₄分别为所述第三凸透镜和所述第四凸透镜的焦距，α和β表示所述第二空间光调制器上载的控制参数，所述第二空间光调制器和所述第一空间光调制器上载的控制参数相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优美厄米-高斯叠加光源如下式所示：

E(x₀,y₀)＝4(τγ)^3/2E₀₀(x₀,y₀)+2τ^3/2E₀₁(x₀,y₀)+2γ^3/2E₁₀(x₀,y₀)+E₁₁(x₀,y₀)

其中，E_nm(x₀,y₀)表示优美厄米-高斯光束的nm模，如下式所示：

其中，x₀和y₀分别表示所述优美厄米-高斯叠加光源在输入平面上的两个横向坐标，H_n和H_m分别表示n阶和m阶厄米多项式，n和m分别表示x₀和y₀方向上的横向模数。