[发明专利]一种分光棱镜及探测涡旋光束拓扑荷的方法和装置

权利要求书

1.一种用于测量涡旋光束拓扑荷的分光棱镜，其特征在于：将一块立方体棱镜平行于一对棱边对角切开，切面研磨抛光后，将其中一面镀金属膜成为中间反射层，然后将两块棱镜再次胶合成立方体得到分光棱镜。

2.一种利用权利要求1所述分光棱镜探测涡旋光束拓扑荷的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将待测涡旋光束入射进分光棱镜中，调整待测涡旋光束的传输光轴与分光棱镜的中间反射层之间的夹角，使入射的涡旋光束沿着分光棱镜的中间反射层进入分光棱镜；进入分光棱镜的涡旋光束被分成两部分，分别在分光棱镜的中间反射层上发生透射与反射，进而在分光棱镜中干涉叠加，形成干涉条纹；

步骤2：利用置于分光棱镜之后的电荷耦合器件CCD记录所产生的干涉图样；

步骤3：根据所获得的干涉图样中断裂条纹的个数与位置，得到被测涡旋光束的拓扑荷信息。

3.一种实现权利要求2所述分光棱镜探测涡旋光束拓扑荷的方法的装置，其特征在于包括激光器(1)、倒置望远镜系统(2)、准直透镜(3)、反射镜(4)、空间光调制器(5)、第一傅里叶变换透镜(6)、第二傅里叶变换透镜(8)、小孔滤波器(7)、分光棱镜(9)、电荷耦合器件(10)和(11)计算机；激光器(1)与反射镜(4)的光轴上依次设有倒置望远镜系统(2)和准直透镜(3)；反射镜(4)与分光棱镜(9)的光轴上依次设有空间光调制器(5)、第一傅里叶变换透镜(6)、第二傅里叶变换透镜(8)和小孔滤波器(7)；分光棱镜(9)的后方设有电荷耦合器件(10)，电荷耦合器件(10)与计算机(11)相连；所述空间光调制器(5)上被加载产生所需要的涡旋光束的全息图。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述激光器(1)为波长514.5nm的氩离子激光器。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：改变第一傅里叶变换透镜(6与第二傅里叶变换透镜(8)的焦距大小，以控制涡旋光束光斑大小的变化，使之满足R≤L[1-tan(arcsin(2/2n)]/2，其中R为涡旋光束光斑半径，L为分光棱镜中间反射层长度，n是分光棱镜的折射率。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：以全息掩模版、螺旋相位板或旋转镜面高斯振荡器替换空间光调制器(5)。