申请/专利权人：南京师范大学

申请日：2024-01-15

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117849819A

主分类号：G01S17/58

分类号：G01S17/58;G01S17/06;G01B11/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明公开了基于光学角动量叠加态的复合运动测量系统及方法，单波长激光器出射的普通高斯分布光束经过角动量模式变换器转换成参考角动量光束LR，及经过角动量叠加态模式变换器转换出待测角动量叠加态光束LM＝Lm++Ln‑；待测角动量叠加态光束LM入射到被测物表面安装的特定设计的旋转反射模块，然后，由旋转反射模块出射的已测角动量叠加态光束LMC和参考角动量光束LR合束为混合角动量叠加态光束LT；最后，检测模块采集和分析混合角动量叠加态光束LT，同步计算出被测物的平移和旋转位置的变化或运动。本发明具有测量系统结构简单、元器件常见、易于实现和信号质量好等优势。

主权项：1.基于光学角动量叠加态的复合运动测量系统，其特征在于，包括：单波长激光器1、光束分束模块2、轨道角动量模式变换器3、角动量叠加态模式变换器4、旋转反射模块5、光束合束模块6、轨道角动量叠加态光束检测模块7；单波长激光器1输出波长为λ的普通高斯分布光束至光束分束模块2，光束分束模块2将该波长为λ的高斯分布光束按照预设比例分束为参考高斯光束GR和测量高斯光束GM；光束分束模块2输出参考高斯光束GR至轨道角动量模式变换器3，轨道角动量模式变换器3将参考高斯光束GR转换为拓扑电荷数为l的参考角动量光束LR；光束分束模块2输出测量高斯光束GM至角动量叠加态模式变换器4，角动量叠加态模式变换器4将测量高斯光束GM转换为由拓扑电荷数为m的左旋圆偏振角动量光束Lm+和拓扑电荷数为n的右旋圆偏振角动量光束Ln-叠加构成的待测角动量叠加态光束LM＝Lm++Ln-，其中l,m,n为互不相等的任意整数；角动量叠加态模式变换器4输出待测角动量叠加态光束LM至旋转反射模块5，旋转反射模块5输出包括待测旋转和平移运动信息的已测角动量叠加态光束LMC；旋转反射模块5输出已测角动量叠加态光束LMC至光束合束模块6，轨道角动量模式变换器3输出参考角动量光束LR至光束合束模块6，光束合束模块6将已测角动量叠加态光束LMC以及参考角动量光束LR合束为混合角动量叠加态光束LT，并输出混合角动量叠加态光束LT至轨道角动量叠加态光束检测模块7；轨道角动量叠加态光束检测模块7采集和检测混合角动量叠加态光束LT，同步计算出待测的平移和旋转位置的变化或运动。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京师范大学 基于光学角动量叠加态的复合运动测量系统及方法

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