申请/专利权人：复旦大学

申请日：2021-08-29

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN113777811B

主分类号：G02F1/11

分类号：G02F1/11

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2021.12.28#实质审查的生效;2021.12.10#公开

摘要：本发明属于激光调控技术领域，具体为一种基于4F精密成像的高带宽复合声光调制方法。本发明方法包括：利用4F透镜对N个相同频率驱动的声光调制器成像，从而将单声光调制过程分裂为N个相干过程，借助N声场强度和相位优化，获得单声光调制无法实现的高复合衍射效率，并对入射光角度、入射光波长、驱动声波频率容错。本发明中的复合衍射优化能力随N逐步提高。取N在5以内，即可对大幅度偏离布拉格条件下的入射光实现近100%效率的衍射调控。本发明可实现传统声光调制方法无法获得的高带宽多色声光调制、大范围扫频大角度光束衍射等能力，在运用连续激光和超快激光对原子分子实现量子调控等科研和技术领域有重要应用前景。

主权项：1.一种基于多重4F成像实现高带宽复合声光调制方法，其特征在于，利用4F透镜对N个相同频率驱动的声光调制器成像，从而将单声光调制过程分裂为N个相干过程，借助N声场强度和相位优化，获得单声光调制无法实现的高复合衍射效率，并对入射光角度Δθ、入射光波长Δλ、驱动声波频率ΔfS容错，使复合衍射优化能力随N逐步提高，从而对大幅度偏离布拉格条件下的入射光实现近100％效率的衍射调控；具体步骤如下：1利用4F透镜组对N个几何尺寸相同的声光调制器成像；调制器记为AOMj,j＝1，2，...，N，N个AOMj简记为N-AOM系统；其中，每两个焦距为F的透镜将AOMj的衍射和透射输出面成像到AOMj+1的相应输出面，实现N个相同频率驱动下的声光调制器声场的精密成像及透射衍射光的相干链接；调制器AOMj声波驱动频率均为fS，而声波强度Aj、驱动相位由射频信号编程控制；2为借鉴原子物理和量子调控理论，对低驱动强度下的N-AOM系统做如下数学描述：对于每个AOMj，分别记其输入和输出光波前为|εj，in和|εj，out，于是有|εj+1，in＝|εj，out；另记初始输入光波前为|εin＝|ε1，in,复合输出光场波前为|εout＝|εN，out；记AOMj对波前衍射作用由声波强度Aj,驱动相位控制的透射矩阵为同时记无射频声波驱动下的透射矩阵为则4F成像下的N-AOM系统对波前变换的输入输出关系为： 通过降低AOM驱动强度Aj限制高阶衍射，记透射光束中0级及1级衍射光波前为Ca，Cb，平均波矢为ka，kb；与此对应，式1中的每个以及复合光学转换矩阵均由以为参数的2乘2矩阵刻画,进而有复合衍射效率3运用数字相机记录输出光强度在透射和衍射光路中的分布，通过程序控制实时调节N-AOM组的参数：N个振幅，N-1个相对相位，基于式1优化N-AOM系统在特定需求下的衍射效率获得最佳复合衍射效率4N-AOM多声光调制系统的衍射和透射光路完全共享所有光学元件，通过选择合适的短焦距F，以消像差透镜，控制透射和衍射光路相对位移不超过1毫米，保证系统拥有优异的被动相位稳定性，从而确保N-AOM系统在特定应用中通过对参数的自动调节实现对复合衍射效率的优化，并长时间保持该优化条件，实现高带宽高效衍射。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 复旦大学 基于多重4F成像的高带宽复合声光调制方法

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