[发明专利]基于涡旋光的旋转物体转轴倾斜角检测装置

权利要求书

1.一种基于涡旋光的旋转物体转轴倾斜角检测装置，包括：激光器(1)、水平偏振片(2)、平凸透镜1(3)、平凸透镜2(4)、偏振分光棱镜1(5)、空间光调制器(6)、凸透镜1(7)、针孔光阑(8)、凸透镜2(9)、凸透镜3(10)、光电探测器(11)、频谱分析示波器(12)；其特征在于，经平凸透镜1、2扩束准直后的涡旋光照射空间光调制器产生叠加态涡旋光，在经过由凸透镜1、2和一个针孔光阑组成的滤波系统之后，筛选出一级衍射光照射在旋转物体中心，通过收集物体表面散射光利用光电转换器进行检测，随后将电信号导入示波器进行频谱分析，根据示波器上显示的信号带宽w_mod，将涡旋光拓扑荷数l和物体转速Ω代入关系式w_mod＝lΩsinγtanγ/2π，即可计算得出旋转物体转轴相对于入射光方向的倾斜角γ。

2.根据权利要求1所述的一种基于涡旋光的旋转物体转轴倾斜角检测装置，其根据已知条件的不同有两种工作方式，在待测倾角物体转速已知的情况下，测量出一组涡旋光对应的带宽值w_mod即可利用计算机解析得出物体转轴倾角γ；当物体转速恒定且未知时，利用两种不同拓扑荷数的叠加态涡旋光进行两次检测，将两次使用涡旋光的拓扑荷数l₁、l₂和测得信号带宽w_mod1、w_mod2分别代入关系式w_mod＝lΩsinγtanγ/2π即可同时得到物体转速Ω和可转轴倾角γ。