[发明专利]一种实现光束轨道角动量态复用编码的方法和装置

摘要

本发明是一种实现光束轨道角动量态复用编码的方法和装置，属于光电技术领域。本发明由激光器、起偏器、扩束器、空间光调制器、三个1/4波片、傅立叶变换透镜、偏振分光棱镜、两个波罗棱镜、小孔光阑组成。本发明首先采用以空间光调制器和傅立叶变换透镜为核心元件的光学系统产生均匀分布在以入射光光轴为中心的圆周上的处于不同轨道角动量态的多束光束，然后采用偏振分光棱镜、四分之一波片和可旋转的波罗棱镜组成的光学系统将光束分解成两个能够自由旋转且偏振方向相互垂直的偏振光束分量，然后再将其叠加，得到所需要的轨道角动量态的叠加，实现光束轨道角动量态的复用编码。

主权项

一种实现光束轨道角动量态的复用编码的装置，包括激光器(1)、起偏器(2)、扩束器(3)、空间光调制器(4)、第一1/4波片(5)、傅立叶变换透镜(6)、偏振分光棱镜(7)、第二1/4波片(8)、第一波罗棱镜(9)、第三1/4波片(10)、第二波罗棱镜(11)和小孔光阑(12)。其特征在于：激光器(1)输出的高斯光束垂直入射依次透过起偏器(2)和扩束器(3)后，入射到空间光调制器(4)上并发生反射，其中空间光调制器(4)位于傅立叶变换透镜(6)前焦平面上，之后光束依次垂直透过第一1/4波片(5)和傅立叶变换透镜(6)，其中第一1/4波片(5)的快轴方向与起偏器(2)的起偏方向呈π/4的夹角放置；之后光束垂直入射到偏振分光棱镜(7)上，分解为光路平面内传输方向相互垂直的两个偏振光束分量，且两个偏振光束分量的偏振方向分别垂直和平行于光路平面，偏振方向垂直于光路平面的光束分量垂直入射透过第1/4波片(8)后垂直入射到第一波罗棱镜(9)并被其全反射，反射光再次垂直入射透过第1/4波片(8)后到达偏振分光棱镜(7)，偏振方向平行于光路平面的光束分量垂直入射透过第三1/4波片(10)后垂直入射到第二波罗棱镜(11)上并被其全反射，反射光再次垂直入射透过第三1/4波片(10)后到达偏振分光棱镜(7)，其中第1/4波片(8)和第三1/4波片(10)快轴方向与光路平面成π/4夹角，第一波罗棱镜(9)和第二波罗棱镜(11)能够绕入射光光轴旋转，且保证旋转过程中直角棱始终与入射光光轴垂直；之后上述两个偏振光束分量在经过偏振分光棱镜(7)偏振合束后同轴叠加传输，到达位于傅立叶透镜(6)后焦平面上的小孔光阑(12)，可通过旋转第一波罗棱镜(9)和第二波罗棱镜(11)并结合调节小孔光阑(12)的小孔位置滤出所需的轨道角动量叠加态。