[发明专利]一种测量部分相干涡旋光束的复相干度的方法及系统

权利要求书

1.一种测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，包括：

记录待测部分相干测涡旋光束的光强；

对所述待测部分相干涡旋光束引入三次不同相位赋值的扰动；

对扰动后的待测部分相干涡旋光束进行傅里叶变换，并记录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涡旋光束的交叉谱密度函数；

根据复相干度的定义，利用所述交叉谱密度函数和待测部分相干涡旋光束的光强得到待测部分相干涡旋光束的复相干度。

2.如权利要求1所述的测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，所述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涡旋光束的交叉谱密度函数，具体包括：

首先，在不引入扰动的情况下，待测部分相干涡旋光束在傅里叶平面的光强表示为：

I₀(ρ)＝∫∫W(r₁,r₂)exp[-i2πρ(r₁-r₂)]dr₁dr₂

其中W(r₁,r₂)是待测部分相干涡旋光束的交叉谱密度，当在r＝r₀处引入扰动，光强表达式变成：

I(ρ)＝I₀(ρ)+CC^*W(r₀,r₀)++C∫W(r₁,r₀)exp[-i2πρ(r₁-r₀)]dr₁+C^*∫W(r₀,r₂)exp[-i2πρ(r₀-r₂)]dr₂

其中C为确定的复数，用于表征扰动，对该光强进行反傅里叶变换可得：

FT^-1[I(ρ)](r)＝FT^-1[I₀(ρ)](r)+CC^*W(r₀,r₀)δ(r)+CW(r₀+r,r₀)+C^*W(r₀,r₀-r)

通过三次改变扰动的相位赋值，得到三个方程，求解得到交叉谱密度函数。

3.如权利要求1所述的测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，所述待测部分相干涡旋光束由部分相干光束照射在加载了涡旋相位的纯相位空间光调制器上并经过聚焦透镜后产生。

4.如权利要求1所述的测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，所述扰动与待测涡旋光束的面积比为1/6到1/15。

5.如权利要求1所述的测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，所述扰动为圆形。

6.如权利要求1所述的测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，利用纯相位空间光调制器对待测部分相干涡旋光束引入扰动。

7.如权利要求1所述的测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，利用透镜对扰动后的待测涡旋光束进行傅里叶变换。

8.如权利要求1所述的测量部分相干涡旋光束复相干度的方法，其特征在于，利用电荷耦合元件记录待测部分相干涡旋光束和傅里叶平面的光强。

9.一种测量部分相干涡旋光束复相干度的系统，其特征在于，包括：

第一电荷耦合元件，用于记录待测部分相干涡旋光束的光强；

纯相位空间光调制器，用于对所述待测部分相干涡旋光束引入三次不同相位赋值的扰动；

透镜，用于对扰动后的待测部分相干涡旋光束进行傅里叶变换；

第二电荷耦合元件，用于记录三次不同相位赋值下傅里叶平面的光强；

计算机，用于控制纯相位空间光调制器的相位赋值，同时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涡旋光束的交叉谱密度函数，并根据复相干度的定义，利用所述交叉谱密度函数和待测部分相干涡旋光束的光强得到涡旋光束的复相干度。