本实用新型提供了一种利用相干激光阵列产生光学涡旋的装置，属于光学信息调控领域。
背景技术：
激光阵列由于其在高能武器和大气光通信中的潜在应用而得到了广泛研究。激光阵列中处于径向或矩形对称分布的子光束，在锁相和非锁相情况下进行相干叠加或非相干叠加。叠加后的光场，在远距离传输中可保持稳定的光强分布且具有高功率。目前对激光阵列的研究主要集中在光强操控，对其相位信息的研究还不够充分。
光学涡旋是指具有螺旋相位结构的相干光场。该螺旋相位结构使得光场的光子具有轨道角动量。涡旋光场所携带的轨道角动量，由涡旋相位的拓扑荷数值来进行定量描述。光学涡旋的拓扑荷数值是整数，不同拓扑荷数值表征不同的轨道角动量。其中，轨道角动量在传输过程中遵循动量守恒原则。采用涡旋光作为光信号的载体，除了可以利用振幅、偏振、频率等传统方法来携带信息，还可以采用拓扑荷数值来描述信息。因此，涡旋光具有更大的信息带宽。正因如此，光学涡旋的产生方法和装置具有现实意义。目前产生光学涡旋的方法和装置，主要利用螺旋相位板或空间光调制器对入射光场的相位进行直接调制，以达到出射光场具有涡旋相位的目的。但采用这种方法所产生的光学涡旋，拓扑荷数值的动态变化范围较窄，且出射光场的光强较小，对扰动不稳定。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型利用微透镜阵列形成激光阵列光源，控制阵列中每个子束的空间分布以及初始相位，实现拓扑荷数值动态可调的光学涡旋。本实用新型，具有拓扑荷调制范围大，输出光强稳定的特点。本实用新型产生的光学涡旋，在长距离传输环境下，具有较好的拓扑荷稳定性。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种拓扑荷调制范围大，输出光强稳定的光学涡旋产生装置。该装置利用He-Ne激光器产生强度稳定的高斯光束，所述高斯光束经反射镜反射进入扩束器。在扩束器的作用下扩大成半径为r的光斑，并进入微透镜阵列。微透镜阵列将入射光分束成6个在角向均匀分布的子光束。出射光束进入与所述微透镜阵列共轴靠近的空间光调制器。所述空间光调制器与计算机A连接，并由其控制。在所述空间光调制器的作用下，从微透镜阵列出射的子光束获得不同的初始相位，其中，相邻光束之间的相位差为πm/3, m为拓扑荷数。从所述空间光调制器出射的光束阵列自由传输后在透镜焦平面处汇聚。放置在透镜焦平面处的CCD检测器检测光学涡旋的光强信息并传输至计算机B。本实用新型利用微透镜阵列形成激光阵列光源，控制阵列中每个子光束的空间分布和初始相位，经由空间光调制器作用，实现拓扑荷数值动态可调的光学涡旋。本实用新型产生的光学涡旋，拓扑荷调制范围大，输出光强稳定，在长距离传输环境下，具有较好的拓扑荷稳定性。
附图说明
下面结合附图及实施方式对该实用新型作进一步说明。
图1是一种利用相干激光阵列产生光学涡旋的装置示意图。
图中：1.He-Ne激光器，2.反射镜，3.扩束器，4.微透镜阵列，5.空间光调制器，6.计算机A，7.透镜，8.CCD检测器，9.计算机B
图2是微透镜阵列的排列简图。
图中：1-6.微透镜。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
图1所示装置的工作步骤如下：
1、He-Ne激光器（1）产生强度稳定的高斯光束，并进入反射镜（2）；所述反射镜（2）的反射光束进入扩束器（3）；所述扩束器（3）将入射光束的半径扩展至r；从所述扩束器（3）出射的光束，进入微透镜阵列（4）；所述微透镜阵列（4）将入射光分束成6个在角向均匀分布的子光束；从所述微透镜阵列（4）出射的6个子光束进入与微透镜阵列（4）共轴靠近放置的空间光调制器（5）；所述空间光调制器（5）与计算机A（6）连接；并由计算机A（6）控制；在空间光调制器（5）的作用下，从微透镜阵列（4）出射的子光束获得不同的初始相位，相邻子光束的初始相位差为πm/3，m为非零整数；从空间光调制器（5）出射的光束阵列经自由传输后由透镜（7）汇聚于焦平面处的CCD检测器（8）；所述CCD检测器（8）处的入射光具有拓扑荷为m的光涡旋；CCD检测器（8）记录下入射光束的光强数据并传输至计算机B（9）；
图2所示为微透镜阵列（4）简图：
1、图2中微透镜（1）-（6）完全相同，每个微透镜半径为0.33r；微透镜（1）-（6）以共面相邻相切的方式排列成闭合圆环状。