专利名称：一种测量部分相干高斯光束波前相位半径的装置的制作方法
技术领域：
一种测量部分相干高斯光束波前相位半径的装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种测量部分相干高斯光束波前相位半径的装置，将线偏振激光 束用毛玻璃片调控相干性、用高斯振幅滤波片滤波，用光束分析仪测量光场分布以及用关 联器系统测量光场相干宽度，得到波前相位半径。
背景技术：
[0002]近年来，部分相干光束由于其在惯性约束核聚变、光学成像、光学工程、材料热 处理、非线性光学、光散射、光通讯、远距离遥感、激光雷达、激光扫描以及激光捕获等领 域拥有广泛应用前景，引起了很大的关注。高斯谢尔模光束[E.Wolfand E.Collett, “Partially coherent sources which produce same far-field intensity distribution as a laser, Opt.Commun.25, 293-296 (1978)]作为典型的部分相干光束,它的光场分 布和光场相干度均为高斯分布。传统一般用Wigner分布函数处理高斯谢尔模光束的传输 问题；林和蔡[Q.Lin and Y.Cai, “Tensor ABCD law for partially coherent twisted anisotropic Gaussian-Schell model beams,” Opt.Lett.27, 216-218 (2002)]提出用 张量方法来处理高斯谢尔模光束的旁轴传输问题。[0003]部分相干光束的二阶关联特性可用交叉谱密度函数表征。对于各向同性、没有扭 曲相位的部分相干高斯谢尔模光束，交叉谱密度可用可由光束束腰宽、横向相干宽度和波 前曲率半径三个参数决定。部分相干高斯谢尔模光束在自由光通讯、生物医疗、激光谐振 腔、正负折射率介质、非线性介质、激光惯性约束核聚变、复杂光学系统等领域得到了广泛 应用。研究发现部分相干高斯谢尔模光束相干度和光谱会随传输介质的特性不同发生变 化，在自由光通讯，医疗以及信息传输处理等方面有潜在应用价值。[0004]实验测量部分相干光束的束腰宽和相干宽度都有报道，但作为部分相干高斯谢尔 模光束的另外一个重要的光束参量波前相位半径，其测量方法及装置却一直未见报道，目 前用的比较多的一种方法是哈特曼波前传感器(SHWS)测量，但这种方法依赖于复杂、昂贵 的测量器材，测量费用高。发明内容[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种测量条件简单，结果 可靠，成本低廉的部分相干高斯光束波前相位半径的测量装置。[0006]实现本实用新型目的的技术方案是提供一种测量部分相干高斯光束波前相位半 径的装置，它包括部分相干高斯光束波前相位产生装置、光束的横向束腰宽度测量装置和 光束的横向相干宽度测量装置；[0007]所述的部分相干高斯光束球面波前相位产生装置包括:沿光路方向依次设置的激 光器、线偏器、反射镜、薄透镜、聚焦面、准直透镜、高斯振幅滤波片和聚焦透镜；[0008]激光器产生一束随机偏振光束，经线偏器得到一束线偏振激光束，再依次经过反 射镜和薄透镜后聚焦到聚焦面上，产生一束具有高斯统计关联的部分相干线性偏振光束；将所述的部分相干线性偏振光束经准直透镜和高斯振幅滤波片后，得到一束准直具有高 斯关联的部分相干高斯光束，再经聚焦透镜聚集后，得到具有波前相位的部分相干高斯光 束；所述的横向束腰宽度测量装置为光束分析仪；对待测光束的光场进行测量，将测 量结果进行高斯拟合，得到光束的横向束腰宽度；所述的横向相干宽度测量装置，光束待测面后依次放置成像透镜、分束镜和关联 器系统，待测面放置在成像透镜前2/处；关联器系统将经分束镜分束后得到的两路关联值 进行高斯拟合，得到光束的横向相干宽度；光束分析仪和关联器系统的输出端与计算机连接。所述的聚焦面为毛玻璃片、散射体元件或电光晶体元件中的一种。按本实施例技术方案提供的测量部分相干高斯光束波前相位半径的装置，待测的 部分相干高斯光束具有高斯关联特性，其测量方法包括如下步骤对待测的部分相干高斯 光束经薄透镜聚焦后产生球面波前相位，采用关联器系统测量得到光束的初始横向相干宽
度备，采用光束分析仪分别测量得到光束的初始横向束腰宽度％和出射面上的横向束腰
宽度^，按式
权利要求1.一种测量部分相干高斯光束波前相位半径的装置，其特征在于:它包括部分相干高 斯光束波前相位产生装置、光束的横向束腰宽度测量装置和光束的横向相干宽度测量装 置；所述的部分相干高斯光束波前相位产生装置包括:沿光路方向依次设置的激光器 (I)、线偏器(2)、反射镜(3)、薄透镜(4)、聚焦面(5)、准直透镜(6)、高斯振幅滤波片(7)和 聚焦透镜(8)；所述的横向束腰宽度测量装置为光束分析仪(9)；所述的横向相干宽度测量装置，光束待测面后依次放置成像透镜(11)、分束镜(12)和 关联器系统(13 )，待测面放置在成像透镜(11)前2/处；光束分析仪(9)和关联器系统(13)的输出端与计算机(10)连接。
2.根据权利要求1所述的测量部分相干高斯光束波前相位半径的装置，其特征在于: 所述的聚焦面(5)为毛玻璃片、散射体元件或电光晶体元件中的一种。
专利摘要本实用新型公开了一种测量部分相干高斯光束波前相位半径的装置，其特征在于它包括部分相干高斯光束波前相位产生装置、光束的横向束腰宽度测量装置和光束的横向相干宽度测量装置；所述的部分相干高斯光束波前相位产生装置包括沿光路方向依次设置的激光器、线偏器、反射镜、薄透镜、聚焦面、准直透镜、高斯振幅滤波片和聚焦透镜；所述的横向束腰宽度测量装置为光束分析仪；所述的横向相干宽度测量装置，光束待测面后依次放置成像透镜、分束镜和关联器系统，待测面放置在成像透镜前2f处；光束分析仪和关联器系统的输出端与计算机连接。本实用新型可测量部分相干光束的波前曲率半径。
文档编号G01B11/255GK203163700SQ20132001453
公开日2013年8月28日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者朱时军, 刘琳, 陈亚红, 蔡阳健 申请人:苏州大学