專利名稱：一種復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法及其裝置，是一種用角度復(fù)用體全息存 儲方式實現(xiàn)多渦旋同軸疊加，通過光學(xué)渦旋與光學(xué)渦旋的疊加產(chǎn)生新的復(fù)雜渦旋的方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)渦旋在近幾十年中由于其獨特的相位結(jié)構(gòu)和拓撲特性在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研 究等領(lǐng)域均受到了廣泛的關(guān)注。在光學(xué)領(lǐng)域，如果光波場的中心存在相位奇點，且相位圍 繞該奇點呈螺旋連續(xù)變化，光波波前會繞在傳播方向上的一條線以螺旋方式旋轉(zhuǎn)，形成螺 旋形的波前，這非常類似于流體中的渦旋現(xiàn)象，因此這類光波被稱為“光學(xué)渦旋”(Optical Vortices)0光學(xué)渦旋是一種獨特的光場，其螺旋型波前和獨特的相位結(jié)構(gòu)及新穎的拓撲特性 使之可以產(chǎn)生較大的軌道角動量，目前已經(jīng)成功地將其轉(zhuǎn)移給微粒實現(xiàn)對微粒的操控。一 般用于微粒操控的光學(xué)渦旋多為波前中含有一個相位奇點的單個渦旋，而含有多個相位奇 點的多渦旋結(jié)構(gòu)可進行多種獨立的光學(xué)束縛。由于復(fù)合渦旋可產(chǎn)生新穎的拓撲結(jié)構(gòu)和強度 分布，可滿足多渦旋結(jié)構(gòu)的要求，因此引起了廣泛關(guān)注。早在2003年I. D. Maleev和G. A. Swartzlander等人就分析了兩個平行不共線的 渦旋疊加，描述了光學(xué)相位奇點隨兩渦旋的相對相位或幅值的變化情況，并得到渦旋產(chǎn)生 和湮滅的臨界條件。近幾年對光學(xué)渦旋的共線疊加研究逐漸增多，其中E. J. Galvez領(lǐng)導(dǎo)的 研究小組在2006-2009年間致力于此方面的研究，得出了兩渦旋疊加后產(chǎn)生的復(fù)合渦旋的 分布規(guī)律。多個渦旋的疊加產(chǎn)生新的渦旋分布，目前多從理論上研究多個渦旋在不同條件 下疊加產(chǎn)生復(fù)合渦旋的分布或其分布規(guī)律，而通過實驗得到復(fù)合渦旋的介紹卻很少，比如 E. J. Galvez領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已在實驗上利用兩嵌套式的馬赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉 光路實現(xiàn)了兩個渦旋(拓撲荷值為整數(shù)或小數(shù))的同軸疊加。此方法便于分別控制干涉臂 上兩光學(xué)渦旋的相對強度和相位，但調(diào)節(jié)兩光學(xué)渦旋的平行和同軸較難，且對于多個(> 2)渦旋的同軸干涉疊加實現(xiàn)起來難度更大。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法及其裝 置，通過角度復(fù)用體全息存儲方式實現(xiàn)多渦旋同軸疊加，通過光學(xué)渦旋與光學(xué)渦旋的疊加 產(chǎn)生新的復(fù)雜渦旋的花樣。本發(fā)明的思想在于采用角度復(fù)用多重體存儲技術(shù)實現(xiàn)多個光學(xué)渦旋的同軸疊加 從而復(fù)合渦旋的方法及其裝置，包括一利用角度復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)多重體全息存儲和再現(xiàn)的光 路，該光路可實現(xiàn)對多個不同光學(xué)渦旋的體全息存儲與再現(xiàn)；以及一產(chǎn)生光學(xué)渦旋的發(fā)生 器件，該器件可根據(jù)要求產(chǎn)生不同的光學(xué)渦旋。通過計算機編程控制不同參考光照射體全息記錄介質(zhì)以再現(xiàn)出不同渦旋組合以實現(xiàn)不同光學(xué)渦旋的同軸疊加來產(chǎn)生復(fù)合渦旋。技術(shù)方案一種復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法，其特征在于步驟如下步驟1 將激光器出射的光分為兩束相干光，其中一束進行渦旋調(diào)制形成渦旋光束O1 ；渦旋光束O1與另一束參考光禮以一夾角入射到體全息存儲介質(zhì)中得到第一幅干涉體 全息圖；步驟2 將參考光R1偏轉(zhuǎn)角度Δ θ成為新的參考光R2，將渦旋光束O1進行渦旋調(diào) 制形成新的渦旋光束02，參考光R2和渦旋光束O2以新的夾角在體全息存儲介質(zhì)中的同一位 置干涉形成另一體全息圖，完成第二幅信息的記錄；所述偏轉(zhuǎn)角Δ θ為0.02度到0.06度；步驟3 利用體全息的布拉格選擇性，重復(fù)η次步驟2，得到η幅體全息圖；所述的 η=渦旋光束與參考光束的角度差/Δ θ ；步驟4 以記錄第i幅體全息圖相同的參考光Ri入射體全息存儲介質(zhì)中第i幅體 全息圖記錄位置，得到渦旋光束Oi的再現(xiàn)；步驟5 將步驟4中得到的兩幅以上的不同渦旋光束Oi進行同軸疊加得到復(fù)合渦旋。所述的體全息存儲介質(zhì)為透射式體全息存儲介質(zhì)、反射式體全息存儲介質(zhì)或鄰面 入射式體全息存儲介質(zhì)。當體全息存儲介質(zhì)為透射式體全息存儲介質(zhì)時，步驟1或步驟2中所述的夾角θ 和θ為30度到60度。當體全息存儲介質(zhì)為鄰面入射式體全息存儲介質(zhì)時，步驟1或步驟2中所述的夾 角θ和θ為90度到120度。當體全息存儲介質(zhì)為反射式體全息存儲介質(zhì)時，步驟1或步驟2中所述的夾角θ 和θ為130度到160度。一種實現(xiàn)復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法的裝置，其特征在于包括激光光源1、光束擴大 器2、第一反射鏡3、第二反射鏡4、主快門8、渦旋調(diào)制器、體全息存儲介質(zhì)13、圖像采集器件 14、η個參考光路反射鏡5、η個分束鏡6、η個參考光路快門7、控制器15和計算機16 ；激光 光源1發(fā)出的激光經(jīng)過光束擴大器2、第一反射鏡3和第二反射鏡4，在主快門8的控制下， 通過渦旋調(diào)制器形成渦旋光；第一反射鏡3與第二反射鏡4的光路之間設(shè)有η個分束鏡6， 形成η個參考光，η個參考光經(jīng)過η個參考光路快門7后，通過η個參考光路反射鏡5與渦 旋光在體全息存儲介質(zhì)13中形成η幅體全息圖；在體全息存儲介質(zhì)13之后且與渦旋光同 軸設(shè)有圖像采集器件14 ；主快門8和η個參考光路快門7與控制器15和計算機16實現(xiàn)電 信號聯(lián)接。所述的渦旋調(diào)制器采用渦旋平面全息產(chǎn)生器、螺旋相位板渦旋產(chǎn)生器、模式轉(zhuǎn)換 渦旋產(chǎn)生器、中空波導(dǎo)渦旋產(chǎn)生器或旋轉(zhuǎn)鏡面光學(xué)參數(shù)振蕩器。所述的體全息存儲介質(zhì)采用透射式體全息存儲、反射式體全息存儲或鄰面入射式 體全息存儲。激光光源1發(fā)出的激光經(jīng)過光束擴大器2、第一反射鏡3和第二反射鏡4，在主快 門8的控制下，通過渦旋調(diào)制器形成渦旋光；第一反射鏡3與第二反射鏡4的光路之間的η 個分束鏡6，形成η個參考光，η個參考光經(jīng)過η個參考光路快門7后，通過η個參考光路反射鏡5與渦旋光在體全息存儲介質(zhì)13中形成η幅體全息圖。有益效果本發(fā)明提出的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法及其裝置，通過角度復(fù)用方式在體全息存儲介質(zhì)內(nèi)寫入多重體全息，記錄過程中，渦旋光束方向始終不變，保證了不同渦旋光束的同 軸性，且體全息光柵的布拉格衍射可使之具有很高的衍射效率。而復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生只 需通過計算機控制系統(tǒng)選用相應(yīng)參考光再現(xiàn)出相應(yīng)的渦旋光束以實現(xiàn)不同光學(xué)渦旋的疊 力口。整個產(chǎn)生過程簡單，易滿足不同光學(xué)渦旋的同軸性和高衍射效率，且由于此方法可通過 改變參考光的入射角度增加光學(xué)渦旋的存儲容量，因此本發(fā)明復(fù)合渦旋的產(chǎn)生方法簡單易 調(diào)節(jié)，且得到復(fù)合渦旋的種類多樣。


圖1 是本發(fā)明提出的產(chǎn)生復(fù)合光學(xué)渦旋方法的流程2 是利用本發(fā)明方法設(shè)計的產(chǎn)生復(fù)合光學(xué)渦旋的第一種結(jié)構(gòu)形式；圖中，1-激光光源，2-光束擴大器，3-第一反射鏡，4-第二反射鏡，5-η個參考光路 反射鏡，6-3個分束鏡，7-3個參考光路快門，8-主快門，9-傅里葉變換透鏡，10-傅里葉逆變 換透鏡，11-針孔濾波器，12-渦旋平面全息產(chǎn)生器，13-1-透射式體全息存儲介質(zhì)，14-圖像 采集器件，15-控制器，16-計算機。圖3是利用第一種結(jié)構(gòu)形式得到的拓撲荷分別為1、2、3的光學(xué)渦旋疊加結(jié)果；圖中，al_全息再現(xiàn)的拓撲荷為1的光學(xué)渦旋，a2_全息再現(xiàn)的拓撲荷為2的光學(xué) 渦旋，a3_全息再現(xiàn)的拓撲荷為2的光學(xué)渦旋，a4_全息再現(xiàn)的拓撲荷為1和2同軸疊加的 復(fù)合光學(xué)渦旋，a5-全息再現(xiàn)的拓撲荷為2和3同軸疊加的復(fù)合光學(xué)渦旋，a6-全息再現(xiàn)的 拓撲荷為1和3同軸疊加的復(fù)合光學(xué)渦旋，a7-全息再現(xiàn)的拓撲荷為1、2和3同軸疊加的 復(fù)合光學(xué)渦旋，bl b7-光學(xué)渦旋或復(fù)合光學(xué)渦旋與平面波的干涉圖樣，A4 A7及B4 B7-相應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果。圖4是是利用本發(fā)明方法設(shè)計的產(chǎn)生復(fù)合光學(xué)渦旋的第二種結(jié)構(gòu)形式；圖中，1-激光光源，2-光束擴大器，3-第一反射鏡，4-第二反射鏡，5-η個參考 光路反射鏡，6-5個分束鏡，7-5個參考光路快門，8-主快門，18-螺旋相位板渦旋產(chǎn)生器， 13-2-鄰面入射式體全息存儲介質(zhì)，14-圖像采集器件，15-控制器，16-計算機。圖5是是利用本發(fā)明方法設(shè)計的產(chǎn)生復(fù)合光學(xué)渦旋的第三種結(jié)構(gòu)形式；圖中，1-激光光源，2-光束擴大器，3-第一反射鏡，4-第二反射鏡，5-η個參考光路 反射鏡，6-5個分束鏡，7-5個參考光路快門，8-主快門，19-模式轉(zhuǎn)換渦旋產(chǎn)生器，13-3-反 射式體全息存儲介質(zhì)，14-圖像采集器件，15-控制器，16-計算機。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述實施例一請參閱圖2，其是本發(fā)明提出的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法的第一實施方式的主要 光路結(jié)構(gòu)，包括激光光源1，依次設(shè)置在該激光光源1出射光路上的光束擴大器2、第一反射 鏡3、分束鏡6-1，由設(shè)置在該分束鏡6-1反射光路上的第一個參考光路快門7-1和參考光路反射鏡5-1 ；在分束鏡6-1透射光路上的分束鏡6-2和反射光路上的第二個參考光路快 門7-2和參考光路反射鏡5-2 ；……；在分束鏡6-n反射光路上的第η個參考光路快門7_η 和參考光路反射鏡5-η，在分束鏡6-n的透射光路上的第二反射鏡4、主快門8、渦旋平面全 息產(chǎn)生器12、第一傅里葉變換透鏡9、第一針孔濾波器11、第一傅里葉逆變換透鏡10。參考 光路反射鏡5的朝向設(shè)置成使參考光與物光在透射式全息存儲介質(zhì)13-1的指定位置17交 叉，所述η = 3。產(chǎn)生復(fù)合光學(xué)渦旋的結(jié)構(gòu)還包括用于控制參考光和渦旋光光路上的快門的控制 器15及計算機16。其他元器件均采用常規(guī)產(chǎn)品。
本實施方式的存儲方法為記錄時，激光光源1發(fā)出的激光經(jīng)光束擴大器2后提 供系統(tǒng)所需的平行光。平行光垂直入射到分束鏡6-1，入射光被分為兩路其反射光，經(jīng)第 一個參考光路快門7-1和參考光路反射鏡5-1，構(gòu)成記錄所需的第一參考光R1 ；其透射光， 垂直入射到分束鏡6-2，被分為兩路其反射光，經(jīng)第二個參考光路快門7-2和參考光路反 射鏡5-2，構(gòu)成記錄所需的第二參考光R2 ；其透射光，垂直入射到分束鏡6-3，被分為兩路 其反射光，經(jīng)第三個參考光路快門7-3和參考光路反射鏡5-3，構(gòu)成記錄所需的第三參考光 R3 ；其透射光，經(jīng)第二反射鏡4、主快門8后由渦旋平面全息產(chǎn)生器12調(diào)制，再第一傅里葉變 換透鏡9、第一針孔濾波器11、第一傅里葉逆變換透鏡10記錄所需的渦旋光。渦旋平面全 息產(chǎn)生器12、第一傅里葉變換透鏡9、第一針孔濾波器11、第一傅里葉逆變換透鏡10、體全 息記錄介質(zhì)13-1構(gòu)成典型的4F結(jié)構(gòu)。各參考光和渦旋光以不同夾角從同一側(cè)入射到透射 式體全息存儲介質(zhì)13-1的同一位置17干涉形成多重光柵，記錄多個數(shù)據(jù)頁。讀取過程則 將渦旋光光路阻斷，用于記錄時一致的參考光在位置19讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)頁信息。請參閱圖3，其是利用本實施例通過實驗得到的光學(xué)渦旋及其疊加結(jié)果。其獲得步 驟為第一步利用第一實施例，用第一參考光R1和拓撲荷為1的光學(xué)渦旋O1在體全息 存儲介質(zhì)13-1的同一位置19干涉形成光柵；第二步用第二參考光和拓撲荷為2的光學(xué)渦旋在體全息存儲介質(zhì)13-1的同一位 置17干涉形成光柵；第三步用第三參考光和拓撲荷為3的光學(xué)渦旋在體全息存儲介質(zhì)13-1的同一位 置17干涉形成光柵；第四步關(guān)閉渦旋光光路，通過計算機16編程的控制器15來控制參考光路中的快 門開關(guān)，再現(xiàn)出相應(yīng)的光學(xué)渦旋或復(fù)合光學(xué)渦旋，并用圖像采集器件14進行采集。實施例二 請參閱圖4，其是本發(fā)明提出的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法的第二實施方式的主要 光路結(jié)構(gòu)，包括激光光源1，依次設(shè)置在該激光光源1出射光路上的光束擴大器2、第一反射 鏡3、分束鏡6-1，由設(shè)置在該分束鏡6-1反射光路上的第一個參考光路快門7-1和參考光 路反射鏡5-1 ；在分束鏡6-1透射光路上的分束鏡6-2和反射光路上的第二個參考光路快 門7-2和參考光路反射鏡5-2 ；……；在分束鏡6-n的反射光路上的第η個參考光路快門 7-η和參考光路反射鏡5-η，在分束鏡6_η的透射光路上的第二反射鏡4、主快門8、螺旋相 位板渦旋產(chǎn)生器18，該鄰面入射式體全息存儲介質(zhì)13-2的一面與參考光路反射鏡5的反射光路同一朝向，所述η = 5。產(chǎn)生復(fù)合光學(xué)渦旋的結(jié)構(gòu)還包括用于控制參考光和渦旋光光路上的快門的控制器15及計算機16。本實施方式的存儲方法為記錄時，激光光源1發(fā)出的激光經(jīng)光束擴大器2后提 供系統(tǒng)所需的平行光。平行光垂直入射到分束鏡6-1，入射光被分為兩路其反射光，經(jīng)第 一個參考光路快門7-1和參考光路反射鏡5-1，構(gòu)成記錄所需的第一參考光R1 ；其透射光， 垂直入射到分束鏡6-2，被分為兩路其反射光，經(jīng)第二個參考光路快門7-2和參考光路反 射鏡5-2，構(gòu)成記錄所需的第二參考光R2 ；……；其透射光，垂直入射到分束鏡6-5，被分為 兩路其反射光，經(jīng)第5個參考光路快門7-5和參考光路反射鏡5-5，構(gòu)成記錄所需的第五 參考光R5 ；其透射光，經(jīng)第二反射鏡4、主快門8后由螺旋相位板渦旋產(chǎn)生器18調(diào)制，構(gòu)成 記錄所需的渦旋光。各參考光和渦旋光以不同夾角分別入射到鄰面入射式體全息存儲介質(zhì) 13-2的兩相鄰面并在其中干涉形成多重光柵，記錄多個數(shù)據(jù)頁。讀取過程則將渦旋光光路 阻斷，用于記錄時一致的參考光在相應(yīng)的位置讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)頁信息。實施例三請參閱圖5，其是本發(fā)明提出的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法的第三實施方式的主要 光路結(jié)構(gòu)，包括激光光源1，依次設(shè)置在該激光光源1出射光路上的光束擴大器2、第一反 射鏡3、分束鏡6-1，由設(shè)置在該分束鏡6-1反射光路上的第一個參考光路快門7-1和參考 光路反射鏡5-1 ；在分束鏡6-1透射光路上的分束鏡6-2和反射光路上的第二個參考光路 快門7-2和參考光路反射鏡5-2 ；……；在分束鏡6-η反射光路上的第η個參考光路快門 7-η和參考光路反射鏡5-η，在分束鏡6_η透射光路上的第二反射鏡4、主快門8、模式轉(zhuǎn)換 渦旋產(chǎn)生器19，參考光路反射鏡5的朝向設(shè)置成使參考光與渦旋光在反射式體全息存儲介 質(zhì)13-3的相對面入射，并在指定位置交叉干涉，所述η = 5。產(chǎn)生復(fù)合光學(xué)渦旋的結(jié)構(gòu)還包括用于控制參考光和渦旋光光路上的快門的控制 器15及計算機16。本實施方式的存儲方法為記錄時，激光光源1發(fā)出的激光經(jīng)光束擴大器2后提供 系統(tǒng)所需的平行光。平行光垂直入射到分束鏡6-1，入射光被分為兩路其反射光，經(jīng)第一 個參考光路快門7-1和參考光路反射鏡5-1，構(gòu)成記錄所需的第一參考光R1 ；其透射光，垂 直入射到分束鏡6-2，被分為兩路其反射光，經(jīng)第二個參考光路快門7-2和參考光路反射 鏡5-2，構(gòu)成記錄所需的第二參考光R2 ；……；其透射光，垂直入射到分束鏡6-5，被分為兩 路其反射光，經(jīng)第5個參考光路快門7-5和參考光路反射鏡5-5，構(gòu)成記錄所需的第五參 考光R5 ；其透射光，經(jīng)第二反射鏡4、主快門8后由模式轉(zhuǎn)換渦旋產(chǎn)生器19調(diào)制，構(gòu)成記錄 所需的渦旋光。各參考光和渦旋光以不同夾角分別入射到反射式體全息存儲介質(zhì)13-3的 相對面，并在其中干涉形成多重光柵，記錄多個數(shù)據(jù)頁。讀取過程則將渦旋光光路阻斷，用 于記錄時一致的參考光在相應(yīng)的位置讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)頁信息。本發(fā)明不限于上述實施方案。例如，在上述實施方案中，作為示例，使用了一種光學(xué)渦旋產(chǎn)生裝置和一種體全息 存儲方式相結(jié)合。但有多種光學(xué)渦旋產(chǎn)生裝置，多種類型的體全息存儲介質(zhì)，只要是其中任 一組合都可以使用。在那種情況下，應(yīng)當理解體全息存儲系統(tǒng)整個部分的結(jié)構(gòu)需要適當?shù)?修改。
權(quán)利要求
一種復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法，其特征在于步驟如下步驟1將激光器出射的光分為兩束相干光，其中一束進行渦旋調(diào)制形成渦旋光束O1；渦旋光束O1與另一束參考光R1以一夾角入射到體全息存儲介質(zhì)中得到第一幅干涉體全息圖；步驟2將參考光R1偏轉(zhuǎn)角度Δθ成為新的參考光R2，將渦旋光束O1進行渦旋調(diào)制形成新的渦旋光束O2，參考光R2和渦旋光束O2以新的夾角在體全息存儲介質(zhì)中的同一位置干涉形成另一體全息圖，完成第二幅信息的記錄；所述偏轉(zhuǎn)角Δθ為0.02度到0.06度；步驟3利用體全息的布拉格選擇性，重復(fù)n次步驟2，得到n幅體全息圖；所述的n＝渦旋光束與參考光束的角度差/Δθ；步驟4以記錄第i幅體全息圖相同的參考光Ri入射體全息存儲介質(zhì)中第i幅體全息圖記錄位置，得到渦旋光束Oi的再現(xiàn)；步驟5將步驟4中得到的兩幅以上的不同渦旋光束Oi進行同軸疊加得到復(fù)合渦旋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法，其特征在于所述的體全息存儲 介質(zhì)為透射式體全息存儲介質(zhì)、反射式體全息存儲介質(zhì)或鄰面入射式體全息存儲介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法，其特征在于當體全息存儲 介質(zhì)為透射式體全息存儲介質(zhì)時，步驟1或步驟2中所述的夾角θ和θ為30度到60度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法，其特征在于當體全息存儲 介質(zhì)為鄰面入射式體全息存儲介質(zhì)時，步驟1或步驟2中所述的夾角θ和θ為90度到 120 度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法，其特征在于當體全息存儲 介質(zhì)為反射式體全息存儲介質(zhì)時，步驟1或步驟2中所述的夾角θ和θ為130度到160度。
6.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1 5所述的復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法的裝置，其特征在于包括 激光光源(1)、光束擴大器(2)、第一反射鏡(3)、第二反射鏡(4)、主快門(8)、渦旋調(diào)制器、 體全息存儲介質(zhì)(13)、圖像采集器件(14)、η個參考光路反射鏡(5)、η個分束鏡(6)、η個 參考光路快門(7)、控制器(15)和計算機(16)；激光光源(1)發(fā)出的激光經(jīng)過光束擴大器 (2)、第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)，在主快門(8)的控制下，通過渦旋調(diào)制器形成渦旋 光；第一反射鏡(3)與第二反射鏡(4)的光路之間設(shè)有η個分束鏡(6)，形成η個參考光，η 個參考光經(jīng)過η個參考光路快門(7)后，通過η個參考光路反射鏡(5)與渦旋光在體全息 存儲介質(zhì)(13)中形成η幅體全息圖；在體全息存儲介質(zhì)(13)之后且與渦旋光同軸設(shè)有圖 像采集器件(14)；主快門(8)和η個參考光路快門(7)與控制器(15)和計算機(16)實現(xiàn) 電信號聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述的渦旋調(diào)制器采用渦旋平面全息產(chǎn) 生器、螺旋相位板渦旋產(chǎn)生器、模式轉(zhuǎn)換渦旋產(chǎn)生器、中空波導(dǎo)渦旋產(chǎn)生器或旋轉(zhuǎn)鏡面光學(xué) 參數(shù)振蕩器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述的體全息存儲介質(zhì)采用透射式體全 息存儲、反射式體全息存儲或鄰面入射式體全息存儲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合光學(xué)渦旋的產(chǎn)生方法及其裝置，其特征在于采用角度復(fù)用多重體存儲技術(shù)實現(xiàn)多個光學(xué)渦旋的同軸疊加從而復(fù)合渦旋的方法及其裝置，包括一利用角度復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)多重體全息存儲和再現(xiàn)的光路，該光路可實現(xiàn)對多個不同光學(xué)渦旋的體全息存儲與再現(xiàn)；以及一產(chǎn)生光學(xué)渦旋的發(fā)生器件，該器件可根據(jù)要求產(chǎn)生不同的光學(xué)渦旋。通過計算機編程控制不同參考光照射體全息記錄介質(zhì)以再現(xiàn)出不同渦旋組合以實現(xiàn)不同光學(xué)渦旋的同軸疊加來產(chǎn)生復(fù)合渦旋。本發(fā)明滿足不同光學(xué)渦旋的同軸性和高衍射效率，且由于此方法可通過改變參考光的入射角度增加光學(xué)渦旋的存儲容量，因此本發(fā)明復(fù)合渦旋的產(chǎn)生方法簡單易調(diào)節(jié)，且得到復(fù)合渦旋的種類多樣。
文檔編號G11B7/0065GK101814328SQ201010132599
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者李海蓮, 楊德興, 趙建林 申請人:西北工業(yè)大學(xué)