一种基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统

本申请涉及偏光全息技术和复用，具体涉及一种基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统。

背景技术：

1、体全息存储器以其高存储密度和快速传输速率被认为是下一代数据存储的潜在技术。为了进一步提高体全息存储器的全息存储容量，提出了多种复用方法。传统的复用方法有：角度复用、波长复用、移位复用、相位复用等。随着偏光全息术研究的不断进步，产生了偏振复用技术，即，利用偏光体全息图的偏振灵敏度实现偏振选择性的复用。

2、偏光全息术由于能够在偏振敏感的记录材料中，例如：pq/pmma，同时记录和检索光波的振幅、相位和偏振而备受关注。已经有一些偏振复用方法被提出。但是这些偏振复用方法在一个点上的复用数具有上限，最多也只能为4。并且复用数为4并非真正意义上的单独检索4幅，而是要在正交状态参考光重建下还需对再现光进行正交态的分离才能将所记录的信息间接检索出来。然而，使用偏振调制技术的多信道复用的探索尚未得到广泛的开展。该领域研究和开发工作的匮乏阻碍了偏光全息术中存储的信息容量的最大化，并限制了该技术的多功能性。

3、想要拓展偏光全息术的偏振复用数，就需要具有偏振可调制的正交矩阵。但是目前还没有偏振维度的正交矩阵，这便阻碍了偏振调制的应用，也限制了利用偏光全息术在偏振维度实现多通道的复用。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提供了一种基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，解决现有没有偏振维度的正交矩阵，限制了利用偏光全息技术在偏振维度实现多通道的复用的问题，

2、为实现上述目的，发明人提供了一种基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，包括：

3、激光光源，所述激光光源用于产生激光；

4、光阑，所述光阑设置在所述激光的光路上；

5、第一偏振分束器，所述第一偏振分束器设置在所述激光的光路上，所述第一偏振分束器用于将经过所述光阑的激光分束为信号光及参考光；

6、参考光分束模块，所述参考光分束模块设置在第一偏振分束器分束得到的参考光的光路上，所述参考光分束模块用于将第一偏振分束器分束得到的参考光分束为m束参考光，m为2的k次方，k为1，2，3…；

7、偏振态调节模块，所述偏振态调节模块包括m个半波片，分别设置在所述参考光分束模块分束得到的m个参考光的光路上，所述半波片用于调节对应参考光的偏振态；

8、合束器，所述合束器用于将参考光分束模块分束得到的m路参考光进行非重叠平行合束；

9、空间光调制器，所述空间光调制器设置在信号光的光路上，所述空间光调制器用于调制信号光；

10、4f光学系统，所述4f光学系统设置在所述信号光的光路上；

11、偏振敏感材料，所述偏振敏感材料设置在参考光及信号光的干涉处，所述偏振敏感材料用于记录信号光与参考光之间的干涉。

12、在一些实施例中，还包括扩束器，所述扩束器设置在所述激光光源与所述光阑之间，所述扩束器用于对所述激光光源产生的激光进行扩束。

13、在一些实施例中，所述扩束器包括空间滤波器及扩束透镜；

14、所述空间滤波器设置在所述激光光源与所述扩束器之间，所述空间滤波器用于对所述激光光源产生的激光进行滤波。

15、在一些实施例中，所述光阑为矩形光阑。

16、在一些实施例中，所述激光光源为波长为532nm的基模tem00绿色激光器。

17、在一些实施例中，所述合束器为分光棱镜。

18、在一些实施例中，所述空间光调制器为振幅型空间光调制器。

19、在一些实施例中，还包括图像采集检测单元，所述图像采集检测单元用于对偏振敏感材料记录的再现图像进行捕捉。

20、区别于现有技术，上述技术方案，激光光源产生激光，激光经过光阑限制后，再通过第一偏振分束器分束为信号光及参考光；通过参考光分束模块将第一偏振分束器分束得到的参考光分束为m路参考光；然后根据正交偏振矩阵列，通过偏振态调节模块中的m个半波片调节参考光分束模块分束得到的m路参考光的偏振态，使得参考光分束模块分束得到的m路参考光的偏振态正交偏振矩阵列，然后通过合束器对经过偏振态调节的参考光分束模块分束得到的m路参考光进行非重叠平行合束，同时通过空间光调制器对信号光进行调制，以及在信号光的光路上设置4f光学系统可以将信号光上的信号高质量地传送至偏振敏感材料上，最后通过偏振敏感材料对合束后的参考光与调制后的信号光的干涉进行记录。通过基于偏光全息技术利用多维正交偏振矩阵调制参考光的偏振态组合状态，并借助偏振敏感材料对多幅信息进行记录并单独重建。由于多维正交偏振矩阵的维度可以无线拓宽，因此可以实现任意通道数的全息图复用，大幅增强多通道全息图的复用能力方面表现出巨大的潜力。

21、上述
技术实现要素：
相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式及附图进行说明。

技术特征：

1.一种基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，还包括扩束器，所述扩束器设置在所述激光光源与所述光阑之间，所述扩束器用于对所述激光光源产生的激光进行扩束。

3.根据权利要求2所述的基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，所述扩束器包括空间滤波器及扩束透镜；

4.根据权利要求2所述的基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，所述光阑为矩形光阑。

5.根据权利要求1所述的基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，所述激光光源为波长为532nm的基模tem00绿色激光器。

6.根据权利要求1所述的基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，所述合束器为分光棱镜。

7.根据权利要求1所述的基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，所述空间光调制器为振幅型空间光调制器。

8.根据权利要求1所述的基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，其特征在于，还包括图像采集检测单元，所述图像采集检测单元用于对偏振敏感材料记录的再现图像进行捕捉。

技术总结
本技术涉及一种基于正交偏振矩阵的偏光全息复用系统，包括：激光光源；第一偏振分束器，第一偏振分束器用于将经过光阑的激光分束为信号光及参考光；参考光分束模块，参考光分束模块用于将参考光分束为m束参考光；偏振态调节模块，偏振态调节模块包括m个半波片；合束器，合束器用于将参考光分束模块分束得到的m路参考光进行非重叠平行合束；空间光调制器，空间光调制器用于调制信号光；4f光学系统，4f光学系统设置在所述信号光的光路上；偏振敏感材料，偏振敏感材料设置在参考光及信号光的干涉处。由于多维正交偏振矩阵的维度可以无线拓宽，因此可以实现任意通道数的全息图复用，大幅增强多通道全息图的复用能力方面表现出巨大的潜力。

技术研发人员：谭小地,郑淑君
受保护的技术使用者：福建师范大学
技术研发日：20230918
技术公布日：2024/4/17