專利名稱：一種測量部分相干高斯光束波前相位半徑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量部分相干高斯光束波前相位半徑的方法，是一種將線偏振激光束用毛玻璃片調(diào)控相干性、用高斯振幅濾波片濾波，用光束分析儀測量光場分布以及用關(guān)聯(lián)器系統(tǒng)測量光場相干寬度得到波前相位半徑的方法。
背景技術(shù)：
近年來，部分相干光束由于其在慣性約束核聚變、光學(xué)成像、光學(xué)工程、材料熱處理、非線性光學(xué)、光散射、光通訊、遠距離遙感、激光雷達、激光掃描以及激光捕獲等領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景，引起了很大的關(guān)注。高斯謝爾模光束[E. Wolfand E. Collett,“Partially coherent sources which produce same far-field intensity distributionas a laser, Opt. Commun. 25, 293-296 (1978)]作為典型的部分相干光束,它的光場分布和光場相干度均為高斯分布。傳統(tǒng)一般用Wigner分布函數(shù)處理高斯謝爾模光束的傳輸問題；林和蔡[Q. Lin and Y. Cai, “Tensor ABCD law for partially coherent twistedanisotropic Gaussian-Schell model beams,” Opt. Lett. 27, 216-218 (2002)]提出用張量方法來處理高斯謝爾模光束的旁軸傳輸問題。部分相干光束的二階關(guān)聯(lián)特性可用交叉譜密度函數(shù)表征。對于各向同性、沒有扭曲相位的部分相干高斯謝爾模光束，交叉譜密度可用可由光束束腰寬、橫向相干寬度和波前曲率半徑三個參數(shù)決定。部分相干高斯謝爾模光束在自由光通訊、生物醫(yī)療、激光諧振腔、正負折射率介質(zhì)、非線性介質(zhì)、激光慣性約束核聚變、復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)部分相干高斯謝爾模光束相干度和光譜會隨傳輸介質(zhì)的特性不同發(fā)生變化，在自由光通訊，醫(yī)療以及信息傳輸處理等方面有潛在應(yīng)用價值。

實驗測量部分相干光束的束腰寬和相干寬度都有報道，但作為部分相干高斯謝爾模光束的另外一個重要的光束參量波前相位半徑，其測量方法及裝置卻一直未見報道，目前用的比較多的一種方法是哈特曼波前傳感器(SHWS)測量，但這種方法依賴于復(fù)雜、昂貴的測量器材，測量費用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種測量條件簡單，結(jié)果可靠，成本低廉的部分相干高斯光束波前相位半徑的測量方法。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種測量部分相干高斯光束波前相位半徑的方法，待測的部分相干高斯光束具有高斯關(guān)聯(lián)特性，測量方法包括如下步驟將待測光束經(jīng)薄透鏡聚焦后產(chǎn)生球面波前相位，采用關(guān)聯(lián)器系統(tǒng)測量得到光束的初始橫向相干寬度
各，采用光束分析儀分別測量得到光束的初始橫向束腰寬度A和出射面上的橫向束腰寬
度σ，按式
權(quán)利要求
1.一種測量部分相干高斯光束波前相位半徑的方法，待測的部分相干高斯光束具有高斯關(guān)聯(lián)特性，其特征在于測量方法包括如下步驟將待測光束經(jīng)薄透鏡聚焦后產(chǎn)生球面波前相位，采用關(guān)聯(lián)器系統(tǒng)測量得到光束的初始橫向相干寬度^，采用光束分析儀分別測量得到光束的初始橫向束腰寬度Q和出射面上的橫向束腰寬度σ，按式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量部分相干高斯光束波前相位半徑的方法，其特征在于采用關(guān)聯(lián)器系統(tǒng)測量光束的橫向相干寬度，在光束待測面后依次放置成像透鏡、分束鏡和關(guān)聯(lián)器系統(tǒng)，采用2/成像方法進行關(guān)聯(lián)探測，將兩路的關(guān)聯(lián)值進行高斯擬合，得到光束的橫向相干寬度，/為成像透鏡的焦距。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量部分相干高斯光束波前相位半徑的方法，待測的部分相干高斯光束具有高斯關(guān)聯(lián)特性。將待測光束經(jīng)薄透鏡聚焦后產(chǎn)生球面波前相位，采用關(guān)聯(lián)器系統(tǒng)測量得到光束的初始橫向相干寬度，采用光束分析儀分別測量得到光束的初始橫向束腰寬度和出射面上的橫向束腰寬度，經(jīng)計算處理得到待測光束波前相位半徑。本發(fā)明所提供測量的典型的部分相干光束，在自由光通訊、生物醫(yī)療、非線性介質(zhì)、激光慣性約束核聚變等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景，所提供的部分相干高斯光束波前相位半徑的測量方法不需要使用價格昂貴的哈特曼波前探測傳感器，測量條件簡單，結(jié)果可靠，成本低廉。
文檔編號G01B11/255GK103063162SQ20131001044
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者朱時軍, 劉琳, 陳亞紅, 蔡陽健 申請人:蘇州大學(xué)