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基于光强分析的分数阶涡旋光束拓扑荷值测量方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201410181175.7

申请日:

2014.04.30

公开号:

太阳城集团CN103983367A

公开日:

2014.08.13

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G01J 11/00申请日:20140430授权太阳城集团日:20170125终止日期:20170430|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01J 11/00申请日:20140430|||公开
IPC分类号: G01J11/00; G01J1/00 主分类号: G01J11/00
申请人: 河南科技大学
发明人: 李新忠; 台玉萍; 王辉; 张利平; 李贺贺; 吕芳捷
地址: 471000 河南省洛阳市涧西区西苑路48号
优先权:
专利代理机构: 洛阳公信知识产权事务所(普通合伙) 41120 代理人: 罗民健
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410181175.7

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.05.18|||2017.01.25|||2014.09.10|||2014.08.13

法律状态类型:

专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

基于光强分析的分数阶涡旋光束拓扑荷值测量方法,利用光束分束装置将拓扑荷值为m的待测涡旋光束分为两束光,将其中一束光倒置,变为待测光束的共轭光束;待测涡旋光束与其共轭涡旋光束相互干涉,形成的干涉图案在CCD相机中成像;然后,储存进计算机;利用计算机对干涉条纹图进行处理,将待测涡旋光束与其共轭光束相干涉,并记录干涉条纹图,后根据干涉条纹图亮条纹分布以及各个亮斑的强度比较计算得到拓扑荷值,本发明方法能实现涡旋光束任意阶(0.1阶)精度拓扑荷值的测量,具有实质性特点和显著进步,可广泛应用于玻色-爱因斯坦凝聚、量子通信、太阳城集团编码与传输、粒子囚禁、光镊、光扳手等领域的拓扑荷值测量。

权利要求书

权利要求书
1.  基于光强分析的分数阶涡旋光束拓扑荷值测量方法,该方法利用由准直扩束器(110)、分束镜Ⅰ(121)、分束镜Ⅱ(122)、道威棱镜(130)、反射镜Ⅰ(141)、反射镜Ⅱ(142)、成像透镜(150)、CCD相机Ⅱ(200)和计算机Ⅱ(300)构成的装置进行检测,待测涡旋光束(100)经准直扩束器(110)扩束后照射在分束镜Ⅰ(121)上,分为透射光束和反射光束;透射光束照射在一道威棱镜(130)上,经过道威棱镜(130)后,照射在反射镜Ⅰ(141)上,反射后照射在分束镜Ⅱ(122)上; 反射光束照射在反射镜Ⅱ(142)上,反射后照射在分束镜Ⅱ(122)上;透射光束和反射光束经分束镜Ⅱ(122)合束后,经成像透镜(150)后在CCD相机(200)中干涉成像,CCD相机(200)记录的干涉条纹图传输进计算机(300)进行处理;其特征在于:测量方法如下:
将待测涡旋光束与其共轭光束相干涉,并记录干涉条纹图;
若干涉条纹图亮条纹分布具有圆对称性,则利用公式                                               ,求得涡旋光束的拓扑荷值,其中,m为拓扑荷值,n为亮斑个数;
若干涉条纹亮斑分布不具有圆对称性但具有轴对称性且各个亮斑的强度相同,则通过公式,求得涡旋光束的拓扑荷值,其中,n1为亮斑个数,e1的值通过干涉图样对称轴上两个光强极大值的比值来确定;
若干涉条纹亮斑分布不具有圆对称性但具有轴对称性且各亮斑的强度不同时,则通过公式,求得涡旋光束的拓扑荷值,其中,n2为强度相同的亮斑个数,e2的值通过干涉图样对称轴上两个光强极大值的比值来确定。

2.  根据权利要求1所述的基于光强分析的分数阶涡旋光束拓扑荷值测量方法,其特征在于:步骤如下:
步骤一、利用光束分束装置将拓扑荷值为m的待测涡旋光束分为两束光,将其中一束光倒置,变为待测光束的共轭光束;
步骤二、待测涡旋光束与其共轭涡旋光束相互干涉,形成的干涉图案在CCD相机中成像;然后,储存进计算机;
步骤三、利用计算机对干涉条纹图进行处理,若干涉条纹图亮条纹分布具有圆对称性,则利用公式,求得涡旋光束的拓扑荷值,其中,m为拓扑荷值,n为亮斑个数;
步骤四、若干涉条纹亮斑分布不具有圆对称性但具有轴对称性且各个亮斑的强度相同,则通过公式,求得涡旋光束的拓扑荷值,其中,n1为亮斑个数,e1的值通过干涉图样对称轴上两个光强极大值的比值来确定;
步骤五、在步骤四条件下,若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤六、在步骤四条件下,若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤七、在步骤四条件下,若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤八、在步骤四条件下,若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤九、若干涉条纹亮斑分布不具有圆对称性但具有轴对称性且各亮斑的强度不同时,则通过公式,求得涡旋光束的拓扑荷值,其中,n2为强度相同的亮斑个数,e2的值通过干涉图样对称轴上两个光强极大值的比值来确定;
步骤十、在步骤九条件下,若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤十一、若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤十二、若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤十三、若,则,此时待测光束的拓扑荷值为;
步骤十四、最终,利用干涉条纹图的光强分析可实现任意阶精度涡旋光束拓扑荷值的测量。

关 键 词:
基于 分析 分数 涡旋 光束 拓扑 测量方法
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