[发明专利]拉盖尔高斯涡旋光束的产生/三维重建装置及方法

摘要

本发明公开了一种拉盖尔高斯涡旋光束的产生/三维重建装置及方法，该拉盖尔高斯涡旋光束的产生装置包括激光器，用于发出高斯光束；第一凸透镜，用于扩束高斯光束；第二凸透镜，用于准直扩束后的高斯光束；计算机，用于产生叉形的衍射光栅，并将该叉形的衍射光栅加载到数字微镜器件上，对数字微镜器件的入射光束进行振幅或/和位相调制；数字微镜器件，用于将准直的部分相干高斯光束进行振幅或/和相位调制来产生不同阶数的拉盖尔高斯涡旋光束。本发明具有很高的损伤阈值，同时有非常快的响应速度，且装置结构简单易懂，稳定性好，制造成本低，在机械加工，生物医学治疗，军事领域，信息传输，微操控等方面应用广泛。

主权项

一种拉盖尔高斯涡旋光束的产生装置，其特征在于，包括：激光器，用于发出高斯光束；第一凸透镜，用于扩束高斯光束；第二凸透镜，用于准直扩束后的高斯光束；计算机，用于产生叉形的衍射光栅，并将该叉形的衍射光栅加载到数字微镜器件上，对数字微镜器件的入射光束进行振幅或/和位相调制；数字微镜器件，用于将准直的部分相干高斯光束进行振幅或/和相位调制来产生不同阶数的拉盖尔高斯涡旋光束，拉盖尔高斯光束表示为：其中u是光束的复振幅，为径向坐标，表示拉盖尔多项式，k＝2π/λ为波数，为高斯光束在任意传播距离的束宽，其中是瑞利距离，w0为高斯光束的束腰宽度，高斯光束是基模拉盖尔高斯光束(p＝0,l＝0)，R(z)＝z[1+(zR/z)2]为光波波前的曲率半径，φ(z)＝(2p+l+1)arctan(z/zR)为轴对称光波的Gouy相移，由决定的归一化常数，其值为其中P0为初始输入功率。