1.一種基于計(jì)算攝像法檢測疊加態(tài)渦旋光Sagnac效應(yīng)的裝置,渦旋光Sagnac效應(yīng)指由疊加態(tài)渦旋光螺旋波振面形成的干涉環(huán)而產(chǎn)生的Sagnac效應(yīng);它包括激光器(1)、衰減片(2)、反射鏡1(3)、反射鏡2(4)、反射鏡3(5)、反射鏡4(6)、擴(kuò)束鏡(7)、空間光調(diào)制器(8)、凸透鏡1(9)、光闌(10)、凸透鏡2(11)、反射鏡5(12)、圖像傳感器(13)、實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計(jì)算攝像法檢測疊加態(tài)渦旋光Sagnac效應(yīng)的裝置,其特征在于:本裝置中由空間光調(diào)制器(8)、凸透鏡1(9)、光闌(10)、凸透鏡2(11)組成的光學(xué)4f系統(tǒng)垂直于轉(zhuǎn)臺(tái)布置,當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí),渦旋光Sagnac效應(yīng)會(huì)使光束產(chǎn)生頻率變化,將待測角頻率耦合到頻率變化后以待檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于計(jì)算攝像法檢測疊加態(tài)渦旋光Sagnac效應(yīng)的裝置,其特征在于:由反射鏡5(12)水平打入圖像傳感器(13),避免了渦旋光本身和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)同軸轉(zhuǎn)動(dòng),才能檢測到疊加態(tài)渦旋光Sagnac效應(yīng)。兩束渦旋光的電場可以寫成:
Δω=2lΩ是旋轉(zhuǎn)(角)多普勒效應(yīng)的頻移,Ω是框架的旋轉(zhuǎn)速率(必有相位調(diào)整期間的旋轉(zhuǎn)),干涉后的場強(qiáng)表達(dá)式是:
在疊加態(tài)渦旋光中|E01|2=|E01|2≡I0(p,z),因此上式可化為:
設(shè)有:
因此干涉圖樣的旋轉(zhuǎn)速率是:
通過以上分析可以知道干涉圖樣的旋轉(zhuǎn)速率與待測角速率是一致的,若CCD和旋轉(zhuǎn)軸同軸,那么CCD和圖樣沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),若用反射鏡在底部將光路的傳播方向改變90度,這樣圖樣繞改變后的光軸旋轉(zhuǎn)速率為Ω,而CCD繞改變后的光軸不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。