一种基于全息技术的特殊光束探测器制备装置及方法

本申请涉及偏光全息，具体涉及一种基于全息技术的特殊光束探测器制备装置及方法。

背景技术：

1、标量光束是一种在光束横截面上偏振态均匀分布的光束，例如线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光等。矢量光束是一种在光束横截面上偏振态非均匀分布的光束，没有螺旋相位。矢量涡旋光束是一种具有相位螺旋结构的矢量光束，矢量涡旋光束在光束横截面上偏振态非均匀分布，呈现偏振螺旋的形式，有一定的分布规律，它即有偏振螺旋，也有相位螺旋。

2、目前，已有各种方法来探测标量光束、矢量光束及矢量涡旋光束等特殊光束，比如，偏振探测器、波前传感器、干涉测量系统等方法。然而这些方法存在诸多局限性，如光学结构复杂、系统体积大、成本高或者加工工艺复杂等问题。同时目前常见的偏振探测器只能探测标量偏振光，无法探测在空间上各个偏振不同分布，而有一些偏振探测器可以探测在空间上各个偏振分布，如四分之一波片与偏振片的组合，但是这种偏振探测器的不足是体积大、操作步骤繁琐及没有实时性；而波前传感器无法探测偏振，及干涉测量系统只能探测相位。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提供了一种基于全息技术的特殊光束探测器制备装置及方法，解决现有对于标量光束、矢量光束及矢量涡旋光束等特殊光束的探测方法中存在的如光学结构复杂、系统结构复杂、系统体积大或者加工工艺复杂等问题。

2、为实现上述目的，发明人提供了一种基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，包括：

3、激光光源，所述激光光源用于生成激光；

4、偏振分束器，所述偏振分束器用于将所述激光光源产生的激光分束为信号光及参考光；

5、第一四分之一波片及第一半波片，所述第一四分之一波片及第一半波片设置在所述参考光的光路上；

6、角度调节器，所述角度调节器活动设置在所述信号光的光路上，所述角度调节器用于将所述信号光以不同角度射入偏振敏感材料；

7、第二四分之一波片及第二半波片，所述第二四分之一波片及第二半波片设置所述信号光的光路上；

8、偏振敏感材料，所述偏振敏感材料设置在所述参考光及信号光的干涉处。

9、在一些实施例中，还包括扩束系统，所述扩束系统设置在所述激光光源与所述偏振分束器之间。

10、在一些实施例中，还包括光阑，所述光阑设置在所述扩束系统及所述偏振分束器之间。

11、在一些实施例中，还包括4f系统，所述4f系统设置在所述信号光的光路上。

12、在一些实施例中，所述4f系统包括依次设置在信号光的光路上的第一透镜及第二透镜；

13、所述角度调节器设置在所述第一透镜的聚焦面上；

14、所述偏振敏感材料设置在所述第二透镜的聚焦面上。

15、在一些实施例中，还包括中性密度滤光片，所述中性密度滤光片设置在所述激光光源与偏振分束器之间。

16、在一些实施例中，所述偏振敏感材料为光敏聚合物、光子晶体、偏振敏感液晶及光感性玻璃中的一种。

17、在一些实施例中，还包括：

18、第一转动机构，所述第一转动机构用于改变所述第一四分之一波片及第一半波片快轴方向；

19、第二转动机构，所述第二转动机构用于改变所述第二四分之一波片及第二半波片的快轴方向。

20、还提供了另一个技术方案，一种基于全息技术的特殊光束探测器制备方法，所述方法应用于如上述所述基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，所述方法包括以下步骤：

21、激光光源产生激光；

22、偏振分束器将所述激光产生的激光分束为参考光及信号光；

23、通过第一转向机构控制第一四分之一波片及第一半波片之间的转动调整参考光的偏振态；

24、通过第二转向机构控制第二四分之一波片及第二半波片的转动调整信号光的偏振态；

25、通过调整角度调节器将经过调整的信号光以不同角度射入偏振敏感材料，以角度复用的形式，将多个偏振光栅记录在偏振敏感材料的同一位置。

26、在一些实施例中，还包括以下步骤：

27、激光光源产生的激光通过扩束系统进行扩束后再经过光阑限制后送入偏振分束器。

28、在一些实施例中，还包括以下步骤：

29、通过中心密度滤光片调整激光光源产生的激光的光强。

30、区别于现有技术，上述技术方案，通过激光光源产生激光，再通过偏振分束器将激光光源产生的激光分束为信号光及参考光，通过第一转向机构控制参考光的光路上的第一四分之一波片和第二半波片的转动对参考光的偏振态进行调整，而通过第二转向机构控制信号光的光路上的第二四分之一波片和第二半波片的转动对信号光的偏振态进行调整，而通过调整角度调节器以使得信号光以不同方向传播到偏振敏感材料中，以使得参考光与不同角度射入的偏振敏感材料的信号光进行干涉，实现角度复用的效果，而通过偏振敏感材料将信号光与参考光所形成的干涉场记录成多个偏振光栅，进而实现待测光照入材料，多束再现光同时出现的效果，实现探测的实时性。而通过制备得到的偏振敏感材料作为探测标量光束、矢量光束及矢量涡旋光束的媒介，通过只采用普通光学元件涉及的动态记录装置将特别涉及的多个偏振光栅以角度复用的方式记录到偏振敏感材料中，而记录有特定偏振光栅的偏振敏感材料能够作为一个器件来使用，而采用现有的偏振敏感材料制作工艺简单、成本低，运用该材料能够解决以往探测方法中存在的体积大、制备成本高的问题，同时该器件只需通过曝光便可制备而成，大大降低了加工难度，以及该探测器可以实现探测的实时性。

31、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：

1.一种基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，还包括扩束系统，所述扩束系统设置在所述激光光源与所述偏振分束器之间。

3.根据权利要求2所述的基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，还包括光阑，所述光阑设置在所述扩束系统及所述偏振分束器之间。

4.根据权利要求1所述的基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，还包括4f系统，所述4f系统设置在所述信号光的光路上。

5.根据权利要求4所述的基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，所述4f系统包括依次设置在信号光的光路上的第一透镜及第二透镜，

6.根据权利要求1所述的基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，还包括中性密度滤光片，所述中性密度滤光片设置在所述激光光源与偏振分束器之间。

7.根据权利要求1所述基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，所述偏振敏感材料为光敏聚合物、光子晶体、偏振敏感液晶及光感性玻璃中的一种。

8.根据权利要求1所述基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，其特征在于，还包括：

9.一种基于全息技术的特殊光束探测器制备方法，所述方法应用于如权利要求1-8任意一项所述基于全息技术的特殊光束探测器制备装置，所述方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述基于全息技术的特殊光束探测器制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种基于全息技术的特殊光束探测器制备装置及方法，装置包括：激光光源；偏振分束器，偏振分束器用于将所述激光光源产生的激光分束为信号光及参考光；设置在参考光的光路上的第一四分之一波片及第一半波片；角度调节器，所述角度调节器用于将所述信号光以不同角度射入偏振敏感材料；设置在信号光的光路上的第二四分之一波片及第二半波片；偏振敏感材料，所述偏振敏感材料设置在所述参考光及信号光的干涉处。采用现有的偏振敏感材料制作工艺简单、成本低，运用该材料能够解决以往探测方法中存在的体积大、制备成本高及探测过程复杂的问题，同时该器件只需通过曝光便可制备而成，大大降低了加工难度。

技术研发人员：杨毅,谭小地
受保护的技术使用者：福建师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22