[发明专利]一种单液晶空间光调制器产生任意柱矢量偏振光束的方法

摘要

一种单液晶空间光调制器产生任意柱矢量偏振光束的方法，光束产生系统由激光器、液晶空间光调制器、透镜组、λ/2波片、λ/4波片、水平偏振片、三棱镜、反射镜以及光束放缩器等组成。任意偏振方向的线偏振光入射，经透镜组后实现光束放大，通过λ/2波片可调节线偏振光的偏振方向，再经过水平方向透射的偏振片确保获得水平线偏振光束，λ/2波片与偏振片结合也可调节光束强度。水平线偏振光束经液晶空间光调制器后实现空间相位调制，最后经三棱镜和反射镜反射依次通过λ/4波片、液晶空间光调制器和λ/4波片，实现对空间光束偏振态的控制，产生任意柱矢量偏振光束，当把两个λ/4波片去掉可产生涡旋光束。本发明成本较低，纯度高，产生光束种类多，且结构简单，易操作控制，适用范围广。

主权项

一种单液晶空间光调制器产生任意柱矢量偏振光束的方法，其特征包含以下步骤：S1:设置入射光束，要求入射光束为线偏振光，偏振方向任意；S2:设置透镜组，要求光束放大，且放大倍数与液晶空间光调制器面元大小有关；S3:设置λ/2波片，要求光束的光轴过波片中心且与法线平行，波片能够更换且主轴沿光轴旋转可调；S4:设置偏振片，要求光束光轴过偏振片中心且与法线平行，其透射方向为水平方向；S5:设置液晶空间光调制器（LC‑SLM），采用反射式，通过计算机进行控制，快轴在水平方向，法线与光轴夹角小于6°，LC‑SLM等分为左右两部分，第一次入射光束中心通过LC‑SLM左半部分中心；S6:调节三棱镜，用于光束反射，改变光路；要求光束垂直于三棱镜底面入射，经全反射后第二次入射到LC‑SLM右半部分，光束中心与LC‑SLM右半部分中心重合；S7:调节λ/4波片和反射镜，反射镜用于改变光路和实现空间光束镜像，第一块λ/4波片置于三棱镜与LC‑SLM之间，三棱镜反射光束经第一块λ/4波片后入射到LC‑SLM右半部分，再经LC‑SLM反射和反射镜调整光路后光束通过第二块λ/4波片；要求光束光轴过波片中心与法线平行，第一块λ/4波片的快轴与X轴即顺着光路垂直于光轴水平向右方向成‑45°即135°角，第二块λ/4波片的快轴与X轴成45°角；S8:去掉两块λ/4波片，调节LC‑SLM的相位分布，要求只有一部分相位调节，另一部分相位不变化，得到各种涡旋光束；S9:根据需要通过光束放缩器对光束进行放大或缩小；S10:经多次反射二次利用了LC‑SLM，第一次实现相位的任意调制，第二次与两片λ/4波片组合实现空间偏振态的任意旋转，两者结合实现了空间光束相位和空间偏振态的同步调节,兼顾了空间相位和偏振态，能够产生任意柱矢量偏振光。