基于二维叉形光栅的涡旋光束分束阵列产生

首先设计了一种二维叉形光栅结构,并基于夫琅禾费衍射理论,得到了高斯光束通过该光栅的焦平面场分布表达式。数值模拟结果表明,当高斯光束通过二维叉形光栅调制后,在焦平面处产生了由不同拓扑荷涡旋光束组成的3×3涡旋光束阵列,且各个子光斑的拓扑荷数与光栅结构、衍射级次有关。其次,进行了实验验证。将二维叉形光栅相位图加载到空间光调制器SLM上,当高斯光束经SLM反射后,在焦平面处同样接收到3×3涡旋光束阵列,且与数值模拟的结果相符。研究结果表明,利用二维叉形光栅结构可实现涡旋光束分数阵列的产生,这将为不同拓扑荷涡旋光束的模式复用,实现光通信容量的增加技术支持,在光通信领域具有应用潜力。

阵列分束激光三维成像技术

针对现有激光三维成像中使用的面阵APD探测器相邻像元间隔较大,导致激光利用率低从而影响探测距离的缺点,提出阵列分束激光三维成像技术。该技术对激光发射源采用液晶空间光调制器进行衍射阵列分束,将一束激光分成与阵列APD探测器相应的阵列子光束,调整激光发射子光束和阵列APD探测器的位置,使得子光束照射目标后聚焦到阵列APD探测器的像元上,提高了整束激光的利用效率。介绍了阵列分束激光三维成像技术系统组成和工作原理,提出采用液晶空间光调制器的方法实现阵列分束的方案,研制了阵列分束激光三维成像原理样机,利用研制的原理样机对采用阵列分束后的效果进行了验证。实验结果表明,采用该技术后,采用峰值功率10 k W、脉宽8 ns的激光源,填充因子2/3的8×8 APD,三维成像作用距离达到510 m,同等条件下与不分束相比,作用距离提升39.1%。