一种光场自旋角动量测量装置及方法与流程

文档序号:19150785发布日期:2019-11-16 00:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种光场自旋角动量测量装置,其特征在于,包括:

信号收集单元,用于接收待测光场的光线,根据所述光线进行搜集,得到光场的横向分量;

自旋检测单元,用于根据所述光场的横向分量进行提取,得到左旋偏振分量、右旋偏振分量;

光电转换单元,用于根据所述左旋偏振分量进行转换得到与左旋偏振分量对应的电压信号,根据所述右旋偏振分量进行转换得到与右旋偏振分量对应的电压信号;

数据采集单元,用于根据所述左旋偏振分量对应的电压信号进行转换得到与左旋偏振分量对应的数字信号,根据所述右旋偏振分量对应的电压信号进行转换得到与右旋偏振分量对应的数字信号;

自旋角动量计算模块,用于根据所述左旋偏振分量对应的数字信号、右旋偏振分量对应的数字信号进行计算,得到光场自旋角动量。

2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述自旋检测单元包括四分之一波片、分束器、第一检偏器、第二检偏器;

所述四分之一波片用于接收所述光场的横向分量并且进行折射,得到折射后的光场的横向分量;

所述分束器用于接收所述折射后的光场的横向分量,将所述折射后的光场的横向分量分成两束信号;

所述第一检偏器接收所述分束器分出的其中一束信号并进行检偏,得到所述右旋偏振分量;

所述第二检偏器接收所述分束器分出的另外一束信号并进行检偏,得到所述左旋偏振分量;

其中,所述第一检偏器的检偏方向与所述四分之一波片的快轴方向夹角为正45°,所述第二检偏器的检偏方向与所述四分之一波片的快轴方向夹角为负45°。

3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述光电转换单元包括第一正透镜、第一耦合器、第一光纤、第一光电倍增管、第二正透镜、第二耦合器、第二光纤、第二光电倍增管;

所述第一正透镜用于接收所述自旋检测单元提取的右旋偏振分量并且进行聚焦,得到聚焦后的右旋偏振分量;

所述第一耦合器用于将所述聚焦后的右旋偏振分量进行耦合后进入所述第一光纤;

所述第一光电倍增管用于把所述第一光纤传输的所述聚焦后的右旋偏振分量进行转换,得到与右旋偏振分量对应的电压信号;

所述第二正透镜用于接收所述自旋检测单元提取的左旋偏振分量并且进行聚焦,得到聚焦后的左旋偏振分量;

所述第二耦合器用于将所述聚焦后的左旋偏振分量进行耦合后进入所述第二光纤;

所述第二光电倍增管用于把所述第二光纤传输的所述聚焦后的左旋偏振分量进行转换,得到与左旋偏振分量对应的电压信号。

4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第一耦合器位于所述第一正透镜的焦点,所述第二耦合器位于所述第二正透镜的焦点。

5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述自旋角动量计算模块通过把所述右旋偏振分量对应的数字信号减去左旋偏振分量对应的数字信号得到分量差值,再根据所述分量差值进行计算得到光场自旋角动量。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述待测光场位于所述信号收集单元的焦点。

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述光场自旋角动量测量装置还包括:

xy坐标提取单元,用于确定所述信号收集单元搜集光场的横向分量的点的x轴坐标值、y轴坐标值;

图像绘制模块,用于获取预设的颜色规则,根据所述预设的颜色规则、所述信号收集单元搜集横向分量的点对应的光场自旋角动量、x轴坐标值、y轴坐标值绘制二维彩色光场自旋角动量分布图。

8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述信号收集单元包括物镜,所述物镜的放大倍数60x,所述物镜的数值孔径为0.7。

9.一种光场自旋角动量测量方法,应用于光场自旋角动量测量装置,所述光场自旋角动量测量装置包括信号收集单元、自旋检测单元、光电转换单元、数据采集单元、自旋角动量计算模块,其特征在于,所述方法包括:

信号收集单元接收待测光场的光线,根据所述光线进行搜集,得到光场的横向分量;

自旋检测单元根据所述光场的横向分量进行提取,得到左旋偏振分量、右旋偏振分量;

光电转换单元根据所述左旋偏振分量进行转换得到与左旋偏振分量对应的电压信号,根据所述右旋偏振分量进行转换得到与右旋偏振分量对应的电压信号;

数据采集单元根据所述左旋偏振分量对应的电压信号进行转换得到与左旋偏振分量对应的数字信号,根据所述右旋偏振分量对应的电压信号进行转换得到与右旋偏振分量对应的数字信号;

自旋角动量计算模块根据所述左旋偏振分量对应的数字信号、右旋偏振分量对应的数字信号进行计算,得到光场自旋角动量。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述左旋偏振分量对应的数字信号、右旋偏振分量对应的数字信号进行计算,得到光场自旋角动量,具体包括:

把所述右旋偏振分量对应的数字信号减去左旋偏振分量对应的数字信号得到分量差值;

根据所述分量差值进行计算得到光场自旋角动量。


技术总结
本发明涉及光学测量技术领域,尤其涉及一种光场自旋角动量测量装置及方法。本发明的一种光场自旋角动量测量装置通过信号收集单元进行搜集得到光场的横向分量,自旋检测单元通过提取得到左旋偏振分量、右旋偏振分量,光电转换单元通过转换得到与左旋偏振分量对应的电压信号、与右旋偏振分量对应的电压信号,数据采集单元通过转换得到与左旋偏振分量对应的数字信号、与右旋偏振分量对应的数字信号,自旋角动量计算模块根据左旋偏振分量对应的数字信号、右旋偏振分量对应的数字信号进行计算,得到光场自旋角动量。本发明提取方法简单,避免了复杂的测量和计算过程,提高了光场自旋角动量的计算效率。

技术研发人员:杜路平
受保护的技术使用者:深圳市深光谷科技有限公司
技术研发日:2019.07.24
技术公布日:2019.11.15
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