[实用新型]一种控制啁啾皮尔斯高斯涡旋光束聚焦深度和强度的系统

说明书

本实用新型公开了一种控制啁啾皮尔斯高斯涡旋光束聚焦深度和强度的系统，包括：分体式氦氖激光器，用于发射高斯光束；半波片和偏振分束立方，用于控制高斯光束的功率；扩束准直系统，用于使入射光束的光强均匀分布；非偏振分束立方，用于分束光束并产生干涉；液晶空间光调制器，其加载有特定的掩模板，用于对入射光束进行调制，变换入射光束波前；傅里叶透镜，用于对光束进行傅里叶变换调制；反射镜，用于改变光束的传输方向；可调光阑，用于选取像方焦平面上的正一级干涉条纹；CMOS摄像机，用于观察在传输距离范围内的光束；抛物势介质，用于提供光束传输所需的外部环境。本实用新型节省成本，能够很好地控制光束的聚焦深度和强度。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体涉及一种控制啁啾皮尔斯高斯涡旋光束聚焦深度和强度的系统。

背景技术

在2012年，皮尔斯光束第一次在理论上建立模型并通过实验产生。从那时起，皮尔斯光束成为人们关注的焦点。皮尔斯光束是一种定义在无穷大空间，具有自愈合以及自聚焦等出色传输特性的结构不变光束。在自由空间中传输时，皮尔斯光束会在横向上发生不同尺度的缩放。与此同时，由皮尔斯光束衍生出的新颖光束陆续被学者们提出，比如圆皮尔斯光束、奇对称皮尔斯光束等。此类光束既保留了皮尔斯光束原有的优良特性，又表现出更有趣的传输特性。这一系列研究成果吸引了学者们在皮尔斯光束领域深入探索。

作为操纵光束的有效工具，光子势由介质的折射率分布情况所决定，可通过选择特定的介质来形成特定的光子势，为了更清晰形象地描述光子势的作用，可将其理解为光束在传输过程中所受到的拉伸力或挤压力的来源。其中，抛物势是光子势的一种模式，对光束的传输特性会产生多种影响，例如改变传输趋势、调节聚焦深度和强度等。

实际上，可控的聚焦深度和强度会使光束聚焦在微粒操纵、激光跟踪等领域更具应用潜力。因此,光束聚焦深度和强度的控制系统对于激光技术的应用和发展意义十分重大。

发明内容

有鉴于此，为了有利于光束的聚焦深度以及强度可控化的发展和应用，本实用新型提出一种控制啁啾皮尔斯高斯涡旋光束聚焦深度和强度的系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提出一种控制啁啾皮尔斯高斯涡旋光束聚焦深度和强度的系统，包括：

分体式氦氖激光器，用于发射高斯光束；

半波片和偏振分束立方，用于控制高斯光束的功率；

扩束准直系统，用于使入射光束的光强均匀分布，使光束的质量更好；

非偏振分束立方，用于分束光束并产生干涉；

液晶空间光调制器，其加载有特定的掩模板，掩模板包括啁啾皮尔斯高斯涡旋光束的初始光场平面的傅里叶变换图，用于对入射光束进行调制，灵活敏捷地变换入射光束波前；

第一傅里叶透镜，用于对光束进行傅里叶变换调制；

可调光阑，用于在第一傅里叶透镜的像方焦平面上选取正一级干涉条纹；

第二傅里叶透镜，用于对光束进行又一次的傅里叶变换调制，提取出远场上正一级干涉条纹所携带的啁啾皮尔斯高斯涡旋光束信息；

第三傅里叶透镜，用于对光束进行再一次的傅里叶变换调制，获得啁啾皮尔斯高斯涡旋光束的初始光场；

抛物势介质，用于提供光束传输所需的外部环境；光束在抛物势介质中周期性传输，光束的聚焦深度和强度能够通过改变液晶空间光调制器上的傅里叶变换图所携带的啁啾因子信息和抛物势介质的折射率分布情况进行控制；

CMOS摄像机，用于观察在传输距离范围内的光束。