21688.渦旋光束的拓?fù)鋽?shù)檢測方法研究及轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

1、分類號：UDC密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：2111215029廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)渦旋光束的拓?fù)鋽?shù)檢測方法研究及轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)何賢飛指導(dǎo)教師姓名、職稱：隧匭塾握摘要摘要渦旋光束是奇異光束中的一種，其光強(qiáng)呈環(huán)狀分布，具有螺旋的波前結(jié)構(gòu)和確定的軌道角動量特性。它所固有的這些特殊性質(zhì)引起了學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注，使其在諸如光學(xué)微操控技術(shù)、量子通信和信息傳遞領(lǐng)域等方面具有潛在應(yīng)用價值，光學(xué)渦旋的研究已成為一個飛速發(fā)展的光學(xué)前沿?zé)狳c(diǎn)。近幾

2、年，研究者們針對渦旋光的產(chǎn)生方法，拓?fù)鋽?shù)的測量技術(shù)等方面進(jìn)行了深入的研究。本文的主要工作是：概述了渦旋光的發(fā)展史、現(xiàn)狀及其應(yīng)用，介紹了本文所用到的主要器件和軟件。詳細(xì)闡述了渦旋光的基本理論，列舉了實(shí)驗(yàn)室中常用的幾種產(chǎn)生渦旋光的方法，針對其產(chǎn)生的原理進(jìn)行理論分析，并給出相應(yīng)的仿真結(jié)果。詳細(xì)闡述了本文所采用的產(chǎn)生渦旋光的方法一一基于空間光調(diào)制器的計(jì)算全息法，及計(jì)算全息圖的制作方法，搭建出實(shí)驗(yàn)光路，并獲得與理論相符實(shí)驗(yàn)結(jié)果。敘述了光學(xué)基本理論

3、中的干涉和衍射理論，從而進(jìn)一步描述了基于這兩種理論而設(shè)計(jì)出的幾種測量渦旋光拓?fù)潆姾蓴?shù)的方法及裝置。對目前常用測量渦旋光拓?fù)潆姾蓴?shù)的圓環(huán)孔徑衍射法、三角形環(huán)孔衍射法進(jìn)行了理論分析、光路設(shè)計(jì)及仿真，獲得了與理論相符的結(jié)果。在以往研究者的工作基礎(chǔ)上，提出了基于五角星環(huán)孔衍射法測量渦旋光拓?fù)潆姾蓴?shù)，對該方法進(jìn)行了理論推導(dǎo)，光路設(shè)計(jì)及仿真，仿真結(jié)果可用于判斷拓?fù)潆姾蓴?shù)。此外，對現(xiàn)有的楊氏雙縫干涉法測量拓?fù)潆姾蓴?shù)的裝置提出了改善，設(shè)計(jì)中首次考慮了渦

4、旋光束在傳播過程中的等相位線畸變的影響，將馬赫曾德爾干涉儀與雙縫干涉法結(jié)合，有效克服了等相位線畸變對觀察效果的影響，通過對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行模擬仿真，得出的結(jié)果與理論相符，可實(shí)現(xiàn)對渦旋光拓?fù)潆姾蓴?shù)的快速識別。設(shè)計(jì)了一種基于磁光效應(yīng)的矢量偏振光束轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)徑向偏振光束與角向偏振光束的轉(zhuǎn)換，對其磁光調(diào)制和矢量光束的基本理論進(jìn)行了概述，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)光路，并仿真出了實(shí)驗(yàn)效果圖，為下一步實(shí)驗(yàn)提供參考。本文主要針對渦旋光的產(chǎn)生、其拓?fù)鋽?shù)的檢測與其相互