数字全息术测定涡旋光束拓扑电荷数

王林; 袁操今; 聂守平; 李重光; 张慧力; 赵应春; 张秀英; 冯少彤

doi:10.7498/aps.63.244202

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摘要

提出了一种基于数字全息技术测定涡旋光束拓扑电荷数的方法. 该方法通过数字全息技术获取涡旋光束和参考光的全息图并重构出涡旋光束的波前相位, 判定相位围绕相位奇点的周期性分布来测定涡旋光束的拓扑电荷数. 在拓扑电荷数取值分别为整数和分数的情况下, 通过对数值模拟和实验结果的比较, 表明该方法能够较准确地测定出拓扑电荷数.

关键词:

作者及机构信息

1.
南京师范大学, 江苏省光电技术重点实验室, 南京 210023;

2.
昆明理工大学激光研究所, 昆明 650051

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61377003, 11104120)、南京师范大学高层次人才科研启动项目(批准号: 184080H20162)、江苏省高校自然科学研究重大项目(批准号: 14KJA140001)和南京师范大学青年领军人才培养项目(批准号: 184080H20178)资助的课题.

参考文献

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[14]	Martinez-Castellanos I, Gutiérrez-Vega J C 2013 J. Opt. Soc. Am. A 30 2395
[15]	Basistiy I V, Pas'ko V A, Slyusar V V, Soskin M S, Vasnetsov M V 2004 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 6 S166

施引文献

[1]	Allen L, Beijersbergen M W, Spreeuw R J C, Woerdman J P 1992 Phys. Rev. A 45 8185
[2]	Allen L, Babiker M, Lai W K, Lembessis V E 1996 Phys. Rev. A 54 4259
[3]	Yang Y, Dong Y, Zhao C, Cai Y 2013 Opt. Lett. 38 5418
[4]	Chen M, Mazilu M, Arita Y, Wright E M, Dholakia K 2013 Opt. Lett. 38 4919
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数字全息术测定涡旋光束拓扑电荷数

1. 南京师范大学, 江苏省光电技术重点实验室, 南京 210023;

2. 昆明理工大学激光研究所, 昆明 650051

基金项目:

国家自然科学基金(批准号: 61377003, 11104120)、南京师范大学高层次人才科研启动项目(批准号: 184080H20162)、江苏省高校自然科学研究重大项目(批准号: 14KJA140001)和南京师范大学青年领军人才培养项目(批准号: 184080H20178)资助的课题.

收稿日期: 2014-05-05

修回日期: 2014-07-04

刊出日期: 2014-12-20

摘要: 提出了一种基于数字全息技术测定涡旋光束拓扑电荷数的方法. 该方法通过数字全息技术获取涡旋光束和参考光的全息图并重构出涡旋光束的波前相位, 判定相位围绕相位奇点的周期性分布来测定涡旋光束的拓扑电荷数. 在拓扑电荷数取值分别为整数和分数的情况下, 通过对数值模拟和实验结果的比较, 表明该方法能够较准确地测定出拓扑电荷数.

关键词:

Measuring topology charge of vortex beam using digital holography

1.
Key Laboratory for Opto-Electronic Technology of Jiangsu Province, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China;

2.
Laser Research Institute, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051, China

Fund Project:

Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61377003, 11104120), the Scientific Research Foundation for Advanced Talents, Nanjing Normal University, China (Grant No. 184080H20162), the Major Natural Science Research Project of University of Jiangsu Province, China (Grant No. 14KJA140001), and the Training Programme Foundation for Youth Leader Talents of Nanjing Normal University, China (Grant No. 184080H20178).

Received Date: 05 May 2014

Accepted Date: 04 July 2014

Published Online: 20 December 2014

Abstract: In this paper we propose a method to detect the topology charge of vortex beam using digital holography. Hologram of vortex beam interference with reference beam is recorded, and the phase of vortex beam is reconstructed. The topology charge can be accurately determined by judging the periodicity of reconstructed phase distribution around the phase singularity. The phases of vortex beams generated by numerical simulation and those obtained by experiment of vortex beams with integral and fractional topology charges are compared with each other. The feasibility of the method of detecting the topology charge of vortex beam using digital holography is proved by comparing the results.

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