[发明专利]一种产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的方法和系统

权利要求书

1.一种产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对激光器发出的准直高斯光束进行扩束处理；

S2、对扩束后的所述高斯光束进行调制，选取出所述高斯光束光强满足各向异性高斯分布的一级衍射光斑；

S3、所述一级衍射光斑经过部分相干高斯光束调整器调整，得到部分相干均匀光束；

S4、所述部分相干均匀光束通过各向异性高斯滤波片进行振幅的整形处理后，在A-A截面处得到各向异性高斯谢尔模光束，

其中，所述各向异性高斯谢尔模光束是指满足各向异性高斯谢尔模光束交叉谱密度表达式的光束；

S5、所述各向异性高斯谢尔模光束经过位于x-y平面的焦距为的第一柱面透镜，焦距为的第二柱面透镜，以及焦距为的第三柱面透镜在B-B截面处得到所述各向同性的扭曲高斯谢尔模光束，所述第一柱面透镜与所述第三柱面透镜平行，且均沿x轴逆时针旋转45°放置，分别得到第一柱面透镜旋转角和第三柱面透镜旋转角，所述第二柱面透镜沿x轴顺时针45°放置，得到第二柱面透镜旋转角；所述第一柱面透镜放置在距离所述A-A截面处，所述第二柱面透镜放置在距离所述第一柱面透镜的位置处，所述第三柱面透镜放置在距离所述第二柱面透镜的位置处，三块柱面透镜依次沿z轴正向连续放置。

2.根据权利要求1所述的产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的方法，其特征在于：还包括步骤S6，将得到的所述各向同性扭曲高斯谢尔模光束经另一柱面透镜调制，得到具有椭圆光强分布的各向同性扭曲高斯谢尔模光束，用于直观验证所述各向同性扭曲高斯谢尔模光束在传播过程中发生扭曲的现象。

3.根据权利要求1所述的产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的方法，其特征在于：S2中的调制装置包括空间光调制器以及圆形光阑。

4.根据权利要求1所述的产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的方法，其特征在于：S3中所述部分相干高斯光束调整器包括凸透镜、旋转毛玻璃片和准直透镜，通过改变所述凸透镜和所述旋转毛玻璃片之间的距离，调整所述各向异性高斯谢尔模光束的相干性。

5.一种产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的系统，其特征在于，包括：激光器、扩束镜、空间光调制器、圆形光阑、第一凸透镜、旋转毛玻璃片、第二凸透镜、各向异性高斯滤波片、第一柱面透镜、第二柱面透镜以及第三柱面透镜；

由激光器发出完全相干的高斯光束，经扩束镜扩束后打到空间光调制器上，再经圆形光阑选取出满足各向异性高斯分布的一级衍射光斑，再经过部分相干高斯光束调整器调整后，得到部分相干均匀光束，所述部分相干均匀光束通过各向异性高斯滤波片进行振幅的整形处理后，在A-A截面处得到各向异性高斯谢尔模光束，所述部分相干高斯光束调整器包括第一凸透镜、旋转毛玻璃片以及第二凸透镜，通过改变所述第一凸透镜和所述旋转毛玻璃片之间的距离，调整所述各向异性高斯谢尔模光束的相干性；所述各向异性高斯谢尔模光束经过位于x-y平面的焦距为的第一柱面透镜，焦距为的第二柱面透镜，以及焦距为的第三柱面透镜在B-B截面处得到所述各向同性的扭曲高斯谢尔模光束，所述第一柱面透镜与所述第三柱面透镜平行，且均沿x轴逆时针旋转45°放置，分别得到第一柱面透镜旋转角和第三柱面透镜旋转角，所述第二柱面透镜沿x轴顺时针45°放置，得到第二柱面透镜旋转角；所述第一柱面透镜放置在距离所述A-A截面处，所述第二柱面透镜放置在距离所述第一柱面透镜的位置处，所述第三柱面透镜放置在距离所述第二柱面透镜的位置处，三块柱面透镜依次沿z轴正向连续放置。

6.根据权利要求5所述的产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的系统，其特征在于：还包括第四柱面透镜，将得到的所述各向同性扭曲高斯谢尔模光束调制成具有椭圆光强分布的各向同性扭曲高斯谢尔模光束，用于直观验证所述各向同性扭曲高斯谢尔模光束在传播过程中发生扭曲的现象。

7.根据权利要求5所述的产生各向同性扭曲高斯谢尔模光束的系统，其特征在于：还包括所述各向同性扭曲高斯谢尔模光束的光强测量装置，用于观测和拍摄所述各向同性扭曲高斯谢尔模光束在传播过程中的光强分布。