同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统及方法

1.本发明涉及传统全息技术、偏光全息技术和特殊光场的产生领域，具体涉及一种基于同轴传统全息术生成标量涡旋光束记忆基于同轴偏光全息术生成标量涡旋光束的系统及方法。


背景技术：

2.目前已经有各种方法可以获得标量涡旋光束。早期的方法是使用模式转换法产生标量涡旋光束，但需要高阶的hermite-gaussian模式和复杂的光学系统。后来的研究发现，可以通过厚度或折射率的空间变化来实现相位调制，即使用具有螺旋相位延迟的螺旋相位板。然而，制造这种元件的技术要求高并且价格昂贵。随后，soskin提出了叉形光栅的概念，并且类似于叉形光栅和螺旋波带板的全息光学元件也可用于产生光学涡旋。不过，这些元件与螺旋相位板一样只能产生特定拓扑荷数的涡旋光束，由于本身的基础器件价格昂贵，在制备不同参数的器件时不可避免的造成了成本的累加。反之，数字设备如空间光调制器更具吸引力，可以自由操纵光场振幅和相位，从而产生具有螺旋相位的光束。近年来，超表面材料也成为热门的研究领域，同样可以用来设计产生具有螺旋相位的光束，但制造技术复杂、难度高和成本昂贵。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本技术提供了一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统及方法，解决现有的产生具有螺旋相位的光束的制造技术复杂、难度高及成本昂贵的问题。
4.为实现上述目的，发明人提供了一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，包括：
5.激光光源，所述激光光源用于产生激光；
6.偏振分束器，所述偏振分束器用于将激光光源产生的激光分为参考光及信号光；
7.参考光路，所述参考光路用于输送所述参考光；
8.信号光路，所述信号光路用于输送所述信号光；
9.所述信号光路上依次设有调节系统及第一光阑，所述调节系统设置在所述信号光路上，所述调节系统包括第一半波片、四分之一波片、第一偏振片、扇形狭缝及第一转向装置及第二转向装置，所述第一半波片、四分之一波片、第一偏振片、扇形狭缝依次设置，所述第一转向装置用于转动所述第一半波片，所述第二转向装置用于转动所述扇形狭缝；
10.所述参考光路上依次设有第一反射镜、贴合在第一反射镜上的圆形遮挡板、第二半波片及第二偏振片；
11.分光棱镜，所述分光棱镜用于将参考光路输送的参考光及信号光路输送的进行合聚；
12.第一透镜，所述第一透镜用于对分光棱镜合聚后的光束进行汇聚；
13.全息记录材料，所述全息记录材料设置在第一透镜的焦点位置，所述全息记录材料用于对第一透镜汇聚的光束进行干涉及记录。
14.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。
15.在一些实施例中，所述扩束系统包括空间滤波器及第二透镜。
16.在一些实施例中，所述扇形狭缝的开口角为0
°‑5°
。
17.在一些实施例中，所述全息记录材料采用偏振敏感材料pq/pmma。
18.在一些实施例中，还包括图像采集单元；
19.所述图像采集单元用于对全息记录材料再现的标量涡旋光束的图像进行捕捉，所述图像采集单元包括第三透镜及相机。
20.在一些实施例中，所述图像采集单元还包括第二光阑，所述第二光阑设置在第三透镜及相机之间。
21.在一些实施例中，所述扇形狭缝由镀膜铝合金制成。
22.还提供了另一个技术方案，一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成方法，应用于上述所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，包括以下步骤：
23.激光光源产生激光；
24.偏振分束器将激光光源产生的激光分束为参考光及信号光；
25.参考光路将参考光输送至分光棱镜；
26.信号光路将信号光输送至分光棱镜；
27.第一反射镜上圆形遮挡板将参考光路上的参考光遮挡形成环形参考光；
28.调节系统通过第一转向装置及第二转向装置调节第一半波片及扇形狭缝之间的转速比并配合四分之一波片及第一偏振片调节信号光的相位及偏振态进行调控；
29.第一光阑对调节系统调节后的信号光进行限制；
30.通过分光棱镜对入射的参考光及信号光进行合束；
31.通过第一透镜对合束后的光束进行汇聚后送入全息记录材料进行干涉记录。
32.在一些实施例中，还包括以下步骤：
33.通过图像采集单元对全息记录材料再现的标量涡旋光束的图像进行捕捉。
34.区别于现有技术，上述技术方案，通过激光光源产生光源，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，通过信号光路进行传输信号光，通过参考光进行传输参考光；通过信号光路上的调节系统对信号光的相位及偏振态进行调节后，通过第一光阑送入分光棱镜，通过参考光路上的第一反射镜上的圆形遮挡板对参考光进行遮挡后形成环形参考光送入分光棱镜，分光棱镜将送入的信号光及参考光进行合束，而通过圆形遮挡板的遮挡使得合束后的光束中参考光处于外圈，而通过第一光阑的限制使得合束后的光束中信号光处于内圈；合束后的光束在通过第一透镜汇聚后在全息记录材料干涉并记录，进而生成同轴传统的标量涡旋光束或偏光全息术的标量涡旋光束。而所采用的元件简单、成本低，生成同轴传统的标量涡旋光束或偏光全息术的标量涡旋光束的制造工艺简单，解决现有的方法中存在的加工过程复杂及制备成本高的问题。
35.上述发明内容相关记载仅是本技术技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以
实施，并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
36.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本技术的限制。
37.在说明书附图中：
38.图1为具体实施方式所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统的一种结构示意图；
39.图2为具体实施方式所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统的另一种结构示意图；
40.图3为具体实施方式所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统的另一种结构示意图
41.图4为具体实施方式所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统的另一种结构示意图
42.图5为具体实施方式所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成放的一种流程示意图。
43.上述各附图中涉及的附图标记说明如下：
44.1、激光光源，2、偏振分束器，3、第一光阑，4、第一半波片，5、四分之一波片，6、第一偏振片，7、扇形狭缝，8、第一反射镜，9、第二半波片，10、第二偏振片，11、分光棱镜，12、第一透镜，13、全息记录材料，14、空间滤波器，15、第二透镜，16、第三透镜，17、相机，18、第二光阑。
具体实施方式
45.为详细说明本技术可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
46.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本技术中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
47.除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本技术。
48.在本技术的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
49.在本技术中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
50.在没有更多限制的情况下，在本技术中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
51.与《审查指南》中的理解相同，在本技术中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。
52.在本技术实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
53.除非另有明确的规定或限定，在本技术实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本技术实施例中的具体含义。
54.请参阅图1，本实施例提供了一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，包括：
55.激光光源1，所述激光光源1用于产生激光；
56.偏振分束器2，所述偏振分束器2用于将激光光源1产生的激光分为参考光及信号光；
57.参考光路，所述参考光路用于输送所述参考光；
58.信号光路，所述信号光路用于输送所述信号光；
59.所述信号光路上依次设有调节系统及第一光阑3，所述调节系统设置在所述信号光路上，所述调节系统包括第一半波片4、四分之一波片5、第一偏振片6、扇形狭缝7及第一转向装置及第二转向装置，所述第一半波片4、四分之一波片5、第一偏振片6、扇形狭缝7依次设置，所述第一转向装置用于转动所述第一半波片4，所述第二转向装置用于转动所述扇形狭缝7；
60.所述参考光路上依次设有第一反射镜8、贴合在第一反射镜8上的圆形遮挡板、第二半波片9及第二偏振片10；其中，圆心遮挡板占第一反射镜8的比例尽可能满足信号光与参考光的横截面积比例为1：1，参考光的横截面积可以略大于信号光的横截面积。
61.分光棱镜11，所述分光棱镜11用于将参考光路输送的参考光及信号光路输送的进行合聚；
62.第一透镜12，所述第一透镜12用于对分光棱镜11合聚后的光束进行汇聚；
63.全息记录材料13，所述全息记录材料13设置在第一透镜12的焦点位置，所述全息记录材料13用于对第一透镜12汇聚的光束进行干涉及记录。其中，全息记录材料13采用偏振敏感材料pq/pmma，偏振敏感材料pq/pmma由菲醌(pq)、2,2-偶氮二异丁腈(aibn)和甲基丙烯酸甲酯(mma)材料制成。由于偏振敏感pq/pmma材料制作工艺简单、成本低，使用该材料制作的光学器件能够解决以往生成方法存在的加工过程复杂、制备成本高等问题。由于其材料的响应特性，制备时间也能够大大缩短。
64.通过激光光源1产生光源，偏振分束器2将激光光源1产生的激光分束为信号光及参考光，通过信号光路进行传输信号光，通过参考光进行传输参考光；通过信号光路上的调节系统对信号光的相位及偏振态进行调节后，通过第一光阑3送入分光棱镜11，通过参考光路上的第一反射镜8上的圆形遮挡板对参考光进行遮挡后形成环形参考光送入分光棱镜11，分光棱镜11将送入的信号光及参考光进行合束，而通过圆形遮挡板的遮挡使得合束后的光束中参考光处于外圈，而通过第一光阑3的限制使得合束后的光束中信号光处于内圈；合束后的光束在通过第一透镜12汇聚后在全息记录材料13干涉并记录，进而生成同轴传统的标量涡旋光束或偏光全息术的标量涡旋光束。而所采用的元件简单、成本低，生成同轴传统的标量涡旋光束或偏光全息术的标量涡旋光束的制造工艺简单，解决现有的方法中存在的加工过程复杂及制备成本高的问题。
65.其中，通过调节系统可以最终得到不同阶次的标量涡旋光束，在制备i阶的标量涡旋光束时，只需设置第一半波片4和扇形狭缝7的转速比为i：2。其中，转速的符号表示旋转方向，正号表示逆时针方向，负号表示顺时针方向。如制备1阶的标量涡旋光束时，设置第一半波片4和扇形狭缝7的转速比为l：2而制备-3阶的标量涡旋光束时，设置第一半波片4和扇形狭缝7的转速比为-3：2。
66.其中，基于同轴传统全息术和偏光全息术生成标量涡旋光束方法之间的区别在于，干涉记录时所使用的两相干光的偏振态不同。基于同轴传统全息术生成方法所使用的两相干光的偏振态一致(即参考光和信号光的偏振态一致)，均为某一振动方向的线偏振。而基于同轴偏光全息术生成方法所使用的两相干光的偏振态之间相互正交(即参考光和信号光的偏振态之间相互正交)，例如分别为45
°
和-45
°
方向的线偏振光。这两种方法所产生的标量涡旋光束器件的使用方式和光束衍射效率也有所不同。对于前者，需要使用特定线偏振光进行照射才能产生标量涡旋光束，但是其生成光束的衍射效率较高。而对于后者，在使用任意偏振光照射时均可生成标量涡旋光束，且所得光束对应的偏振态与照射光偏振态存在相应关系。例如，在记录信号光和参考光偏振态分别为45
°
和-45
°
方向的线偏振光情况下，它们的偏振态关系只是旋向发生相反。但是，其生成的光束衍射效率不如前者高。
67.请参阅图2，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1与所述偏振分束器2之间。扩束系统用于对激光光源1产生的激光进行扩束，其中，所述扩束系统包括空间滤波器14及第二透镜15。通过第二透镜15对激光光源1产生的激光进行扩束准直。空间滤波器14设置在第二透镜15及激光光源1之间，空间滤波器14用于对激光光源1产生的激光进行滤波，除去激光中由于附着在激光光源1上的灰尘或反射镜面引起的波
面畸形。
68.在一些实施例中，所述扇形狭缝7的开口角a的取值范围为：5
°
≥a》0
°
。扇形狭缝7的开口角度越小时，所得标量涡旋光束的相位变化越平滑，则所得标量涡旋光束相位面上变化越平滑，精度就会越高。
69.请参阅图3-4，在一些实施例中，还包括图像采集单元；
70.所述图像采集单元用于对全息记录材料13再现的标量涡旋光束的图像进行捕捉，所述图像采集单元包括第三透镜16及相机17。
71.可以通过相机17及第三透镜16组成的图像采集单元可以对全息记录材料13再现的标量涡旋光束的图像进行捕捉，其中相机17可以采用ccd相机17。其中，所述图像采集单元还包括第二光阑18，所述第二光阑18设置在第三透镜16及相机17之间。通过第三光阑对再现的标量涡旋光束进行限制后通过相机17进行捕捉。
72.在一些实施例中，所述扇形狭缝7由镀膜铝合金制成。镀膜铝合金材料具有不易变形和不易透光的特性。
73.在一些实施例中，激光光源1采用波长为532nm的基模tem
00
绿色激光器。
74.在一些实施例中，提供一种基于同轴传统全息术和一种基于同轴偏光全息术生成标量涡旋光束的方法。该方法采用偏振敏感材料pq/pmma作为媒介，在同轴记录条件下，通过常用廉价光学器件的组合设计成的实时记录系统，将具有标量涡旋光束特性的信息记录到偏振敏感材料pq/pmma内。记有标量涡旋光束的偏振敏感材料pq/pmma可作为一个器件进行使用，其具有尺寸小、制备成本低及加工时长短等优势。基于同轴传统全息术和偏光全息术生成标量涡旋光束方法之间的区别在于，干涉记录时所使用的两相干光的偏振态不同。基于同轴传统全息术生成方法所使用的两相干光的偏振态一致，均为某一振动方向的线偏振。而基于同轴偏光全息术生成方法所使用的两相干光的偏振态之间相互正交，例如分别为45
°
和-45
°
方向的线偏振光。这两种方法所产生的标量涡旋光束器件的使用方式和光束衍射效率也有所不同。对于前者，需要使用特定线偏振光进行照射才能产生标量涡旋光束，但是其生成光束的衍射效率较高。而对于后者，在使用任意偏振光照射时均可生成标量涡旋光束，且所得光束对应的偏振态与照射光偏振态存在相应关系。例如，在记录信号光和参考光偏振态分别为45
°
和-45
°
方向的线偏振光情况下，它们的偏振态关系只是旋向发生相反。但是，其生成的光束衍射效率不如前者高。
75.为了实现以上目的，通过以下技术方案予以实现。
76.基于同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，包括激光光源1、扩束系统、偏振分束器2、分光棱镜11、第二反射镜、第一反射镜8、圆形黑纸板(圆形遮挡板)组合、第一光阑3、扇形狭缝7、偏振敏感材料pq/pmma(全息记录材料13)、第一半波片4、四分之一波片5、偏振片、可软件控制旋转速度的旋转平台(第一转向装置及第二转向装置)和ccd相机17。激光光源1、扩束系统、第二半波片9、偏振分束器2、第二反射镜、第一反射镜8与圆形黑纸板组合、第一光阑3、分光棱镜11和第一透镜12构成同轴全息信号光与参考光干涉记录条件。在同轴条件下，光束外圈为参考光，内部为信号光，将所述偏振敏感材料pq/pmma置于透镜焦点处进行干涉。将所述扇形狭缝7和第一半波片4分别安装在可软件控制旋转速度的旋转平台上以便控制二者转速比值，与四分之一波片5、第一偏振片6和第一4f成像系统一同置于信号光路，通过半波片、四分之一波片5和偏振片引入相位变化和特定偏振态实现对
相位的调控。将第二4f成像系统、第二半波片9和第二偏振片10一同置于参考光路。使用所示分光棱镜11将信号光和参考光进行合束后经过第一透镜12进行汇聚，在偏振敏感材料pq/pmma记录媒介处发生干涉，将被扇形狭缝7过滤的信息实时记录下来。引入4f成像系统可使传播后的光束质量更佳。所述第三透镜16、第二光阑18和ccd相机17构成图像采集检测单元，用于对再现标量涡旋光束的图像进行捕捉。
77.利用偏振敏感材料pq/pmma为媒介，在同轴条件下分别采用传统全息术和偏光全息术设计标量涡旋光束制备系统，该方法结合了第一半波片4、四分之一波片5、第一偏振片6和扇形狭缝7等常用元器件，所设计出的实时记录系统能够灵活地制备不同阶次的标量涡旋光束。在制备过程中，所使用的扇形狭缝7的开口角度越小，得到的标量涡旋光束的精度就越高。已记录固定阶次标量涡旋光束的偏振敏感pq/pmma材料可作为器件使用。采用同轴传统全息术生成的标量涡旋光束器件的衍射效率较高，而采用同轴偏光全息术生成的标量涡旋光束器件对于入射光的偏振态更加灵活。由于偏振敏感pq/pmma材料制作工艺简单、成本低，使用该材料制作的光学器件能够解决以往生成方法存在的加工过程复杂、制备成本高等问题。由于其材料的响应特性，制备时间也能够大大缩短。
78.请参阅图5，另一实施例中，一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成方法，应用于上述实施例中的同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，包括以下步骤：
79.步骤s510：激光光源产生激光；
80.步骤s520：偏振分束器将激光光源产生的激光分束为参考光及信号光；
81.步骤s530：参考光路将参考光输送至分光棱镜；
82.步骤s540：信号光路将信号光输送至分光棱镜；
83.步骤s550：第一反射镜8上圆形遮挡板将参考光路上的参考光遮挡形成环形参考光；
84.步骤s560：调节系统通过第一转向装置及第二转向装置调节第一半波片及扇形狭缝之间的转速比并配合四分之一波片及第一偏振片调节信号光的相位及偏振态进行调控；
85.步骤s570：第一光阑对调节系统调节后的信号光进行限制；
86.步骤s580：通过分光棱镜对入射的参考光及信号光进行合束；
87.步骤s590：通过第一透镜对合束后的光束进行汇聚后送入全息记录材料进行干涉记录。
88.通过激光光源1产生光源，偏振分束器2将激光光源1产生的激光分束为信号光及参考光，通过信号光路进行传输信号光，通过参考光进行传输参考光；通过信号光路上的调节系统对信号光的相位及偏振态进行调节后，通过第一光阑3送入分光棱镜11，通过参考光路上的第一反射镜8上的圆形遮挡板对参考光进行遮挡后形成环形参考光送入分光棱镜11，分光棱镜11将送入的信号光及参考光进行合束，而通过圆形遮挡板的遮挡使得合束后的光束中参考光处于外圈，而通过第一光阑3的限制使得合束后的光束中信号光处于内圈；合束后的光束在通过第一透镜12汇聚后在全息记录材料13干涉并记录，进而生成同轴传统的标量涡旋光束或偏光全息术的标量涡旋光束。而所采用的元件简单、成本低，生成同轴传统的标量涡旋光束或偏光全息术的标量涡旋光束的制造工艺简单，解决现有的方法中存在的加工过程复杂及制备成本高的问题。
89.在一些实施例中，还包括以下步骤：
90.通过图像采集单元对全息记录材料13再现的标量涡旋光束的图像进行捕捉。
91.最后需要说明的是，尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念，利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本技术的专利保护范围之内。

技术特征：
1.一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，包括：激光光源，所述激光光源用于产生激光；偏振分束器，所述偏振分束器用于将激光光源产生的激光分为参考光及信号光；参考光路，所述参考光路用于输送所述参考光；信号光路，所述信号光路用于输送所述信号光；所述信号光路上依次设有调节系统及第一光阑，所述调节系统包括第一半波片、四分之一波片、第一偏振片、扇形狭缝及第一转向装置及第二转向装置，所述第一半波片、四分之一波片、第一偏振片、扇形狭缝依次设置，所述第一转向装置用于转动所述第一半波片，所述第二转向装置用于转动所述扇形狭缝；所述参考光路上依次设有第一反射镜、贴合在第一反射镜上的圆形遮挡板、第二半波片及第二偏振片；分光棱镜，所述分光棱镜用于将参考光路输送的参考光及信号光路输送的进行合聚；第一透镜，所述第一透镜用于对分光棱镜合聚后的光束进行汇聚；全息记录材料，所述全息记录材料设置在第一透镜的焦点位置，所述全息记录材料用于对第一透镜汇聚的光束进行干涉及记录。2.根据权利要求1所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，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所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，所述扩束系统包括空间滤波器及第二透镜。4.根据权利要求1所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，所述扇形狭缝的开口角为0
°‑5°
。5.根据权利要求1所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，所述全息记录材料采用偏振敏感材料pq/pmma。6.根据权利要求1所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，还包括图像采集单元；所述图像采集单元用于对全息记录材料再现的标量涡旋光束的图像进行捕捉，所述图像采集单元包括第三透镜及相机。7.根据权利要求6所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，所述图像采集单元还包括第二光阑，所述第二光阑设置在第三透镜及相机之间。8.根据权利要求1所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，所述扇形狭缝由镀膜铝合金制成。9.一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成方法，应用于上述权利要求1-8任意一项所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统，其特征在于，包括以下步骤：激光光源产生激光；偏振分束器将激光光源产生的激光分束为参考光及信号光；参考光路将参考光输送至分光棱镜；信号光路将信号光输送至分光棱镜；第一反射镜上圆形遮挡板将参考光路上的参考光遮挡形成环形参考光；调节系统通过第一转向装置及第二转向装置调节第一半波片及扇形狭缝之间的转速
比并配合四分之一波片及第一偏振片调节信号光的相位及偏振态进行调控；第一光阑对调节系统调节后的信号光进行限制；通过分光棱镜对入射的参考光及信号光进行合束；通过第一透镜对合束后的光束进行汇聚后送入全息记录材料进行干涉记录。10.根据权利要求9所述同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成方法，其特征在于，还包括以下步骤：通过图像采集单元对全息记录材料再现的标量涡旋光束的图像进行捕捉。

技术总结
本发明涉及一种同轴传统或偏光全息术的标量涡旋光束生成系统及方法，系统包括：激光光源；偏振分束器，用于将激光光源产生的激光分为参考光及信号光；信号光路上依次设有调节系统及第一光阑，所述调节系统包括第一半波片、四分之一波片、第一偏振片、扇形狭缝及第一转向装置及第二转向装置；参考光路上依次设有第一反射镜、贴合在第一反射镜上的圆形遮挡板、第二半波片及第二偏振片；分光棱镜；第一透镜，用于对分光棱镜合聚后的光束进行汇聚；全息记录材料，设置在第一透镜的焦点位置，用于对第一透镜汇聚的光束进行干涉及记录。而所采用的元件简单、成本低，生成同轴传统的标量涡旋光束或偏光全息术的标量涡旋光束的制造工艺简单。艺简单。艺简单。


技术研发人员：郑淑君 谭小地 林枭
受保护的技术使用者：福建师范大学
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/9/12