[发明专利]基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法及系统

权利要求书

1.基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、利用分束器按预设阵列分布形状将入射激光传输至空间光调制器屏上，并在空间光调制器加载预设位相全息图，获取具有不同轨道角动量分布的阵列涡旋光束，所述阵列涡旋光束的各子光束的位相存在差异，进而各子光束的拓扑荷数存在差异；

S2、步骤S1获取的阵列涡旋光束经过模拟大气湍流得到畸变阵列涡旋光束，根据原始的阵列涡旋光束的光强分布和畸变阵列涡旋光束的光强分布、采用相位恢复算法获取阵列式补偿相位分布；

S3、将步骤S2获取的阵列式补偿相位分布加载至补偿相位屏中，实现对畸变阵列涡旋光束的校正，并发射至目标进行成像。

2.根据权利要求1所述基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法，其特征在于，预设阵列分布形状为蜂窝状或矩形状，蜂窝状阵列为正六边形阵列，矩形状阵列为M×N阵列。

3.根据权利要求2所述基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法，其特征在于，分束器输出多个光束作为阵列子光束，分别打在空间光调制器屏上与预设阵列各元素相对应位置上，并通过加载预设位相全息图调制该阵列每个子光束的相位，使各子光束的相位不同，以获取具有不同轨道角动量分布的阵列涡旋光束。

4.根据权利要求2所述基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法，其特征在于，预设阵列分布形状为矩形状时，阵列涡旋光束的光强分布为：

式中：M、N分别为矩形状的阵列涡旋光束中每行、每列的子光束的个数，

m、n分别为矩形状的阵列涡旋光束的行序号、列序号；

dx、dy分别为相邻子光束横向和纵向的间隔；

x、y为直角坐标系下的坐标；

l为拓扑荷数，w(z)为束腰半径，k为波数，为缔合拉盖尔多项式，z为光束沿传播方向传输的距离，z_R为瑞利距离，i为虚数单位。

5.根据权利要求2所述基于轨道角动量分布补偿的阵列涡旋光量子调控发射方法，其特征在于，预设阵列分布形状为蜂窝状时，阵列涡旋光束的光强分布为：

蜂窝状的正六边形结构是对圆进行等分为6个点得到的，其中R为圆的半径，α₀为相邻两个点和圆心连线的角度，圆心与6个点连线将正六边形结构均分为六个三角形，h为三角形序号；

l为拓扑荷数，w(z)为束腰半径，k为波数，z为光束沿传播方向传输的距离，z_R为瑞利距离，i为虚数单位；

dx、dy分别为相邻子光束横向和纵向的间隔；

x、y为直角坐标系下的坐标。