[发明专利]一种使用新型完美涡旋光的旋转多普勒测速仪

权利要求书

1.一种使用新型完美涡旋光的旋转多普勒测速仪的装置，其主要的特征包括以下几个步骤：激光器（1），第一透镜（2），第二透镜（3），偏振片（4），第一小孔光阑（5），第一空间光调制器（6），傅里叶透镜（7），第二空间光调制器（8），旋转物体（9），第三透镜（10），第四透镜（11），PD光电检测器（12）组成；其特征在于：

（A）实验使用He-Ne激光器（1）发射一束连续激光经过第一透镜（2）和第二透镜（3）组成的准直扩束系统得到平行光，之后经偏振片（4）和第一小孔光阑（5）照射在加载有贝塞尔-高斯光束的相位掩模的第一空间光调制器（6）上，反射后得到贝塞尔-高斯光束（BG）光束，BG光束再经傅里叶透镜（7）变成完美涡旋光束；将完美涡旋光束照射到第二空间光调制器（8）上，同时第二空间光调制器（8）上已经提前加载了人为构造的计算全息图，该全息图用于实现三个高阶完美涡旋光束的非相干叠加，这三个完美涡旋光束的拓扑荷数值由小到大分别是L1,L2,L3，此时由第二个空间光调制器（8）反射出的光束为多模高阶非相干叠加的复合完美涡旋光束；

（C）该复合完美涡旋光束经空间传输后照射在旋转物体（9）并反射，反射后的光束经过由第三透镜（10）和第四透镜（11）构成的望远镜系统精准汇聚在PD光电检测器（12）上；

（D）PD光电检测器接收到复合完美涡旋光的信号中具有三个模式，拓扑荷数值由小到大分别是L1,L2,L3；将PD得到的信号数据记录下来，利用数学软件进行傅里叶变换得到三个模式信号的频域图，设置滤波函数选取L2模式，并将L1和L3的模式过滤掉；测量L2模式的多普勒频移量，利用公式，获得旋转物体的角速度Ω。

2.根据权利要求1所述的一种基于多模高阶非相干叠加的完美涡旋光的旋转多普勒测速仪，其特征在于：利用高斯函数与原始信号做乘法，将L1和L3的信号过滤，最终得到单独的L2信号图。

3.根据权利要求1所述的一种基于多模高阶非相干叠加的完美涡旋光的旋转多普勒测速仪，其特征在于：用于传输的光束是高阶多模非相干叠加的完美涡旋光。