[发明专利]部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法及系统

权利要求书

1.部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法，其特征在于，包括：

将待测部分相干矢量光束的各个方向分离；

对分离的每个方向的光束分别引入三次不同相位赋值的扰动，并对扰动后的每个方向的光束进行傅里叶变换；

记录每个方向的光束在三次不同相位赋值下傅里叶平面的光强；

根据三次不同相位赋值和三次不同相位赋值下傅里叶平面的光强，通过反傅里叶变换得到待测部分相干矢量光束的各项交叉谱密度矩阵元；

矢量部分相干激光束的统计特性可以通过空间-频率域的交叉谱密度矩阵表征：

其中，交叉谱密度矩阵元其中，α＝x，y；β＝x，y，E_x和E_y表示沿着x和y的电场；

待测光经过四分之一波片，再经过偏振片之后的光场分布可以写成：

其中θ是偏振片与坐标系x的夹角，ε是四分之一波片快轴与坐标系x的夹角；

由于交叉谱密度矩阵是一个厄米矩阵，故

当调整偏振片旋转为x方向，此时取θ＝0°旋转四分之一波片快轴与x轴平行ε＝0°，此时W_xx(r₁，r₂)＝W_0，0(r₁，r₂)；

当调整偏振片旋转为y方向，此时取θ＝90°旋转四分之一波片快轴与x轴平行ε＝0°，此时W_yy(r₁，r₂)＝W_90°，0°(r₁，r₂)；

当调整偏振片旋转与x呈45°方向，此时取θ＝45°；旋转四分之一波片快轴与x轴平行ε＝0°，测量此时的W_45°，0°(r₁，r₂)；当调整偏振片旋转与x呈135°方向，此时取θ＝135°；旋转四分之一波片快轴与x轴平行ε＝0°，测量此时的W_135°，0°(r₁，r₂)；调整偏振片旋转与x呈45°方向，此时取θ＝45°；旋转四分之一波片快轴与x轴垂直ε＝90°，测量此时的W_45°，90°(r₁，r₂)；调整偏振片旋转与x呈135°方向，此时取θ＝135°旋转四分之一波片快轴与x轴呈90°此时ε＝90°，测量此时的W_135°，90°(r，τ)；

交叉谱密度矩阵W_xy(r，τ)的实部为交叉谱密度矩阵W_xy(r₁，r₂)的虚部为

2.如权利要求1所述的部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法，其特征在于，所述将待测部分相干矢量光束的各个方向分离，具体包括：

将待测部分相干矢量光束依次经过四分之一波片和偏振片，通过调节四分之一波片和偏振片的角度实现对待测部分相干矢量光束各个方向的分离。

3.如权利要求1所述的部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法，其特征在于，利用纯相位空间光调制器对分离的每个方向的光束分别引入三次不同相位赋值的扰动，并对扰动后的每个方向的光束进行傅里叶变换。

4.如权利要求1所述的部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法，其特征在于，利用光探测器记录每个方向的光束在三次不同相位赋值下傅里叶平面的光强。

5.如权利要求4所述的部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法，其特征在于，所述光探测器为CCD或CMOS。

6.如权利要求1所述的部分相干矢量光场交叉谱密度函数的快速测量方法，其特征在于，所述扰动为圆形。