[发明专利]一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统及方法

摘要

本发明是一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统及方法，包括激光器、空间光调制器、第一共焦透镜、圆孔光阑、第二共焦透镜、位相型朗奇光栅、磁光效应装置，其中激光器发出的激光经扩束镜后准直后形成入射光束，入射光束入射到空间光调制器，通过第一共焦透镜后，经过圆孔光阑选级，再经过两个波片形成左旋和右旋的两束圆偏振光，两束圆偏振光通过第二共焦透镜聚焦，再经过位相型朗奇光栅形成径向矢量偏振光束，径向矢量偏振光束通过磁光效应装置能形成其他类型的矢量偏振光束。本发明只需通过调节磁光效应装置的高频线圈电流就能对入射的矢量偏振光束的偏振方向进行调制，从而对矢量偏振光束之间进行转换，可靠性高、操作简易、转换类型多。

主权项

1.一种基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统的调制方法,基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统包括有激光器、空间光调制器、第一共焦透镜、圆孔光阑、第二共焦透镜、位相型朗奇光栅、磁光效应装置，其中激光器发出的激光经扩束镜后准直后形成入射光束，入射光束入射到空间光调制器，通过第一共焦透镜后，经过圆孔光阑选级，再经过两个波片形成左旋和右旋的两束圆偏振光，两束圆偏振光通过第二共焦透镜聚焦，再经过位相型朗奇光栅形成径向矢量偏振光束，径向矢量偏振光束通过磁光效应装置能形成其他类型的矢量偏振光束，其特征在于基于磁光效应的矢量偏振光束调制系统的调制方法包括如下步骤：1)激光光束入射到由空间光调制器、第一共焦透镜、圆孔光阑、第二共焦透镜、位相型朗奇光栅组成的4f光学系统后产生径向矢量偏振光束；2)径向矢量偏振光束入射到磁光效应装置，通过控制缠绕在磁光效应装置所设的磁光介质表面的高频线圈电流，改变轴向信号磁场强度H,根据光的偏振面旋转角度θ与磁光介质长度L及其磁场强度H的关系：θ＝KHL,K为维尔德常数，调节磁光效应装置的高频线圈电流，改变轴向信号磁场强度，从而改变光束的偏振方向；当θ＝π/2时，形成角向矢量偏振光束；当0＜θ＜π/2时，形成广义的轴对称向矢量偏振光束；广义轴对称向矢量偏振光束光场的表达式为：其中表示径向方向单位矢量，表示角向单位矢量，在光束横截面上，特殊位置的矢量每一点在径向方向上偏离的角度为θ；径向矢量偏振光束光场的表达式：其中表示径向方向单位矢量，表示角向单位矢量，θ等于0°；角向矢量偏振光束光场的表达式：其中表示径向方向单位矢量，表示角向单位矢量，θ等于π/2；根据磁光效应装置的原理，推算出光经过装置时，径向矢量偏振光束与角向矢量偏振光束光场之间的转换关系：当入射光线为径向矢量偏振光束时，为了转换为角向矢量偏振光束，则磁光效应装置需使入射光束偏振面旋转π/2，即为了验证从磁光效应装置出来的光是否与理论推导出来的角向矢量偏振光束或者广义轴对称向矢量偏振光束相一致，在装置后面加个偏振片，由于不同矢量光束通过该偏振片产生的光斑是不同的，因此，通过分析矢量偏振光束经过偏振片后的光斑图，能辨别出从磁光效应装置出射的光束是什么类型的矢量偏振光束。