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专利号: 2019107914783
申请人: 苏州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:搭建测试光路,所述测试光路包括:四分之一波片、分束镜、聚光元件和光探测器,使用激光作为参考光,所述参考光经四分之一波片调制后入射至分束镜,同时待测光入射至分束镜,所述分束镜将调制后的参考光和待测光合束,获得合束光,所述合束光经聚光元件在光探测器上成像;

转动四分之一波片,使其快轴与参考光的偏振方向一致,获得第一合束光,利用光探测器拍摄并记录第一合束光的光强分布信息转动四分之一波片,使其慢轴与参考光的偏振方向一致,获得第二合束光,利用光探测器拍摄并记录第二合束光的光强分布信息遮挡住参考光,利用光探测器拍摄并记录待测光的光强分布信息I(r);

遮挡住待测光,利用光探测器拍摄并记录参考光的光强分布信息Sr(r);

计算获得待测光源的复相干度振幅和相位。

2.如权利要求1所述的利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,所述“计算获得待测光的复相干度振幅和相位”,具体包括以下步骤:S61、计算第一合束光的光强分布信息 和第二合束光的光强分布信息 的互关联Gs(1,2)(r1,r2);

S62、计算参考光和待测光相加后的互相关GB(1,2)(r1,r2);

(1,2) (1,2) (1,2)

S63、计算Gs (r1,r2)和GB (r1,r2)两个互相关的差值ΔG (r1,r2,Δφ);

S64、分析两个互相关的差值ΔG(1,2)(r1,r2,Δφ),获得待测光的复相干度的振幅和相位。

3.如权利要求1所述的利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,所述S61具体包括:。

根据空间-频率域中的二阶相干矩阵,待测光的二阶统计特性由交叉谱密度函数表示为:W(r1,r2)=     (1)其中E(r)表示在空间r点处的随机电场,上标星号表示复共轭,尖括号表示系综平均;

此时,空间r1和r2两点间的空间复相干度可以定义为:其中S(r)=W(r,r)=表示随机光场在空间r点处的平均光强;

在所述“转动四分之一波片,使其快轴与参考光的偏振方向一致”中,经四分之一波片调制获得的参考光的电场记为 在所述“转动四分之一波片,使其慢轴与参考光的偏振方向一致”,经四分之一波片调制获得的参考光的电场记为 而待测光的电场记为E(r);

则电场 和 之间存在 的相位差,即:

其中,Arg表示取复函数的相位;

则第一合束光的电场ES(1)(r)和第二合束光的电场ES(2)(r)表述如下:而第一合束光的光强分布信息 和第二合束光的光强分布信息 的互关联为:根据高斯统计定理,将公式(1)至公式(5)代入至公式(6),获得:

4.如权利要求3所述的利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,所述S62具体包括:

5.如权利要求4所述的利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,所述S63具体包括:

6.如权利要求5所述的利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,所述S64具体包括:(1,2)

对于ΔG (r1,r2,Δφ),取Δφ分布为0和 同时根据公式(2),得到复相干度的实部与虚部:上式中Im表示复函数的虚部,通过公式(10)和公式(11)得到待测光的复相干度的振幅和相位。

7.如权利要求1所述的利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,所述光探测器为CCD或CMOS。

8.如权利要求1所述的利用光强互关联实现随机光场复相干度测量的方法,其特征在于,所述参考光由氦氖激光器发出。