[实用新型]余弦-高斯关联光束的产生系统及其测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及应用光学技术领域，特别是涉及一种余弦-高斯关联的部分相干高斯光束的产生系统及其测量装置。

背景技术

自1960年第一台红宝石激光器制成以来，经过了半个多世纪的发展，激光技术已广泛的应用于国防科技、生物医学、工业制造等国民生产生活的各个领域，极大的促进了社会的发展和进步。一直以来激光所具有的高相干性为人们所推崇，但是经过长期的实践应用研究表明，低相干性的光束在某些应用领域（大气光通信、光学遥感等）比完全相干光束更具优势。人们把相干长度介于零到无穷大之间的这一类光束就称为部分相干光束。部分相干光束的基本理论模型一般为高斯-谢尔模型，常用的光束源包括高斯谢尔模光源、贝塞尔关联光源、多高斯谢尔模光源、贝塞尔-高斯谢尔模光源、拉盖尔-高斯谢尔模光源以及一些不能够用解析表达式来表述的光源形式。

最近，具有不同复相干度（或空间和时间域的谱相干度）的部分相干光束由于其关联特性及远场光斑的特殊分布引起了广泛的关注。实际上，部分相干光束的关联函数受到正定条件的严格限制。在2007年，Gori等人讨论了标量部分相干光束关联函数应满足的基本条件；2009年，Gori等人讨论了电磁随机光束关联函数交叉谱密度矩阵应满足的基本条件。基于这些论述，最近人们提出了很多关于具有不同复相干度（或谱密度）的部分相干光束：Lajunen等人介绍了一类具有非均匀关联分布的部分相干光束或部分相干脉冲，并表明这样的光束显示出一些特别的传输特性，比如说自聚焦和强度最大值的横向漂移；Sahin等人介绍了一类部分相干光束，其谱相干度由多高斯分布调制，同时发现其源场分布具有高斯形状；Mei等人介绍了两类具有不同谱相干度并能在远场产生环状光斑的部分相干光束；Wang等人研究了椭圆高斯谢尔模和拉盖尔高斯谢尔模关联的部分相干高斯光束。以上提到的这些研究结果绝大部分都是从理论上进行分析讨论，实验研究甚少。

综上所述，具有不同复相干度的部分相干光束的关联特性具有各种不同的形状分布，同时其源场光强分布为高斯型，而远场光强分布由于关联特性的不同具有诸如椭圆、空心等特殊形状，这些特殊的关联和光强分布在微粒俘获、生物医学、信息传输、工业加工等领域具有广泛的应用。因此，对部分相干光束的研究，特别是具有不同复相干度的部分相干光束的实验研究具有重要的科学意义和实际价值。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种余弦-高斯关联的产生系统及其测量装置，所产生的余弦-高斯关联的部分相干光束源在信息传输、工业加工等领域具有广泛的应用前景。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案如下：

一种余弦-高斯关联光束的产生系统，所述余弦-高斯关联光束为余弦-高斯关联的部分相干高斯光束，所述产生系统依次包括激光器、偏振片、扩束镜、液晶空间光调制器、圆形光阑、聚焦凸透镜、旋转毛玻璃片、准直凸透镜、和高斯滤波片，所述旋转毛玻璃片表面包括若干颗粒，颗粒大小遵从高斯统计分布；所述激光器发出准直高斯光束，经由线偏振片后产生线偏振的高斯光束；线偏振的高斯光束经过扩束镜扩束后，垂直入射在液晶空间光调制器上，经过位相调制后以透射方式输出，并经过圆形光阑筛选出合适的出射光斑；筛选过的出射光斑被聚焦凸透镜汇聚于旋转毛玻璃片上；通过旋转毛玻璃片后产生的部分相干光经过准直透镜准直，经过准直后输出的光束通过高斯滤波片的整型滤波，产生余弦-高斯关联的部分相干高斯光束。

作为本实用新型的进一步改进，所述余弦-高斯关联的部分相干高斯光束的关联函数为：