一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法、裝置及光學(xué)元件
1.本技術(shù)涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法、裝置及光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
2.偏振作為光固有的重要特性，在科學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。偏振光在光通信、成像、顯微鏡和遙感在內(nèi)的廣泛應(yīng)用顯示了卓越的能力。特別是，右旋或左旋圓偏振光(cpl)在吸收或某些反應(yīng)中具有完全不同的特性。cpl 已廣泛應(yīng)用于生物傳感、光學(xué)成像、手性成分分析等。因此，在實(shí)際應(yīng)用中區(qū)分左手和右手cpl的有效方法是重要而急迫的。例如，在偏振成像中，前三個(gè)斯托克斯參數(shù)(s0、s1、s2)與線偏振分量有關(guān)，而第四個(gè)參數(shù)s3則表征物體的圓偏振成分。目前，已有許多方法來(lái)區(qū)分圓偏振光束的旋向性。傳統(tǒng)的偏振測(cè)量方法依賴(lài)于使用光學(xué)元件，例如h.g.berry、g.gabrielse、和 a.livingston的《measurement of the stokes parameters of light》以及 r.m.azzam、n.m.bashara和s.s.ballard的《ellipsometry and polarizedlight》中的旋轉(zhuǎn)偏振器和延遲波片。光學(xué)實(shí)驗(yàn)室最常用的方法是使用四分之一波片的光學(xué)元件和偏光片的組合，這種方式體積龐大且難以集成。
3.如今，各種類(lèi)型的光學(xué)元件基于在超表面上和超材料被廣泛研究以實(shí)現(xiàn)圓偏振操縱和檢測(cè)，具有設(shè)計(jì)靈活、性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)緊湊、易于小型化等優(yōu)點(diǎn)。如c.zhang、j.hu、y.dong、a.zeng、h.huang及c.wang的《high efficiencyall-dielectric pixelated metasurface for near-infrared full-stokes polarization detection》中的像素化超表面及a.basiri、x.chen、j.bai、 p.amrollahi、j.carpenter、z.holman、c.wang及y.yao的《nature-inspiredchiral metasurfaces for circular polarization detection andfull-stokes polarimetric measurements》中的基于電介質(zhì)的手性超材料和介電-金屬混合結(jié)構(gòu)以及基于單個(gè)或堆疊平面等離子體超表面的手性超材料。包括j.zhang,z.guo,k.zhou,l.ran,l.zhu,w.wang,y.sun,f.shen, j.gao,and s.liu的《circular polarization analyzer based on anarchimedean nano-pinholes array》中的具有空間方位變化的納米棒、b.zhu、 g.ren,y.gao、b.wu、c.wan及s.jian的《graphene circular polarizationanalyzer based on unidirectional excitation of plasmons》金屬納米天線陣列和d.wen、f.yue、g.li、g.zheng、k.chan、s.chen、m.chen、k.f.li、 p.w.h.wong及k.w.cheah等人的《helicity multiplexed broadbandmetasurface holograms》超表面全息圖。然而，制造過(guò)程通常耗時(shí)且成本高。此外，制造大面積的納米結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致納米制造的復(fù)雜性和更嚴(yán)格的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
4.鑒于上述問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法、裝置及光學(xué)元件，解決現(xiàn)有的圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件制造過(guò)程通常耗時(shí)長(zhǎng)及成本高的問(wèn)題。
5.為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法，包括以
下步驟：
6.將參考光調(diào)整為第一旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第一偏振態(tài)光，構(gòu)建第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)；
7.通過(guò)第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置記錄第一強(qiáng)度信號(hào)圖；
8.將參考光調(diào)整為第二旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第二偏振態(tài)光，構(gòu)建第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)；
9.通過(guò)第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置記錄第二強(qiáng)度信號(hào)圖；
10.基于偏光全息中的零再現(xiàn)效應(yīng)，第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)及第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)分別記錄在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置產(chǎn)生偏振復(fù)用干涉場(chǎng)，制得全息元件。
11.進(jìn)一步優(yōu)化，所述第一旋向圓偏振光為右旋圓偏振光，所述第一偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s-(1/cosθ)ip
+
；第二旋向偏振光為左旋圓偏振光，所述第二偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s+(1/cosθ)ip
+
，θ為參考光與信號(hào)光之間的干涉角；
12.或者，第一旋向圓偏振光為左旋圓偏振光，所述第一偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s+(1/cosθ)ip
+
；第二旋向偏振光為右旋圓偏振光，所述第二偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s-(1/cosθ)ip
+
，θ為參考光與信號(hào)光之間的干涉角。
13.進(jìn)一步優(yōu)化，所述偏振全息記錄片為菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物。
14.還提供了另一個(gè)技術(shù)方案：一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，包括：
15.激光器，用于產(chǎn)生激光；
16.偏振分束器，用于將激光器產(chǎn)生的激光分為信號(hào)光及參考光；
17.信號(hào)光路，用于將信號(hào)光照射偏振全息記錄片；
18.參考光路，用于將參考光照射偏振全息記錄片；
19.第一四分之一波片，所述第一四分之一波片設(shè)置在信號(hào)光路上，所述第一四分之一波片用于根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光的偏振態(tài)；
20.空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器設(shè)置在信號(hào)光路上，用于加載強(qiáng)度信號(hào)圖；
21.第一成像透鏡，所述第一成像透鏡設(shè)置在信號(hào)光路中，用于將信號(hào)光路中的強(qiáng)度信號(hào)圖成像至偏振全息記錄片上；
22.第一半波片，所述第一半波片設(shè)置在參考光路上，用于將將參考光的s 偏振調(diào)節(jié)為p偏振；
23.第二四分之一波片，所述第二四分之一波片設(shè)置在參考光路上，用于將參考光調(diào)整為右旋圓偏振光或者左旋圓偏振光。
24.進(jìn)一步優(yōu)化，還包括擴(kuò)束鏡，所述擴(kuò)束鏡設(shè)置在激光器與偏振分束器之間，所述擴(kuò)束鏡用于對(duì)激光器產(chǎn)生的激光進(jìn)行擴(kuò)束。
25.進(jìn)一步優(yōu)化，還包括第二半波片，所述第二半波片設(shè)置在激光器與偏振分束器之間，所述第二半波片用于調(diào)整信號(hào)光和參考光的強(qiáng)度比。
26.進(jìn)一步優(yōu)化，所述偏振全息記錄片為菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物。
27.進(jìn)一步優(yōu)化，還包括第二成像透鏡及感光元件；
28.所述第二成像透鏡用于讀取偏振全息記錄片上的再現(xiàn)光，并在感光元件上成像。
29.進(jìn)一步優(yōu)化，所述感光元件為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體。
30.進(jìn)一步優(yōu)化，所述信號(hào)光路包括第一反射鏡，所述第一反射鏡用于將信號(hào)光垂直射入偏振全息記錄片；
31.所述參考光路包括第二反射鏡及第三反射鏡，所述第二反射鏡及第三反射鏡用于將參考光以預(yù)設(shè)干涉角射入偏振全息記錄片，所述預(yù)設(shè)干涉角為參考光與信號(hào)光之間的干涉角。
32.還提供了另一個(gè)技術(shù)方案，一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件為上述所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法制備或者由上述所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置制備。
33.區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案，通過(guò)將參考光調(diào)整為第一旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第一偏振態(tài)光，構(gòu)建第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)；通過(guò)第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置記錄第一強(qiáng)度信號(hào)圖；將參考光調(diào)整為第二旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第二偏振態(tài)光，構(gòu)建第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)；通過(guò)第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片中記錄第二強(qiáng)度信號(hào)圖。兩次曝光干涉場(chǎng)記錄在全息記錄材料的同一位置，并產(chǎn)生偏振復(fù)用的干涉場(chǎng)，即偏振復(fù)用全息圖，最終得到全息元件。根據(jù)零再現(xiàn)效應(yīng)(nre) 的特性與圓偏振探測(cè)器所要實(shí)現(xiàn)的功能，構(gòu)建了兩組曝光干涉場(chǎng),這兩組干涉場(chǎng)可以在復(fù)用偏振全息圖中產(chǎn)生所需的偏振干涉圖案，并實(shí)現(xiàn)偏振旋向/手性的檢測(cè)。可以在幾秒內(nèi)制備完成圓偏振探測(cè)器所需要的光學(xué)元件，偏振全息記錄片可以采用常用的具有偏振靈敏度的全息材料，大大降低制造成本。
34.上述發(fā)明內(nèi)容相關(guān)記載僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了讓本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠更清楚地了解本技術(shù)的技術(shù)方案，進(jìn)而可以依據(jù)說(shuō)明書(shū)的文字及附圖記載的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本技術(shù)的上述目的及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更易于理解，以下結(jié)合本技術(shù)的具體實(shí)施方式及附圖進(jìn)行說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
35.附圖僅用于示出本技術(shù)具體實(shí)施方式以及其他相關(guān)內(nèi)容的原理、實(shí)現(xiàn)方式、應(yīng)用、特點(diǎn)以及效果等，并不能認(rèn)為是對(duì)本技術(shù)的限制。
36.在說(shuō)明書(shū)附圖中：
37.圖1為具體實(shí)施方式所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法的一種流程示意圖；
38.圖2為具體實(shí)施方式所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
39.圖3為具體實(shí)施方式所述再現(xiàn)階段不同偏振態(tài)光束讀取全息元件的衍射光實(shí)驗(yàn)得到的圖像的一種示意圖；
40.圖4為具體實(shí)施方式所述衍射歸一化強(qiáng)度與第一四分之一波片快軸旋轉(zhuǎn)角度的依賴(lài)關(guān)系的一種示意圖；
41.圖5為具體實(shí)施方式所述衍射強(qiáng)度差值與第一四分之一波片快軸旋轉(zhuǎn)角度的依賴(lài)關(guān)系的一種示意圖。
42.上述各附圖中涉及的附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
43.1、激光器，2、擴(kuò)束鏡，3、第二半波片，4、偏振分束器，5、第二反射鏡，6、第一半波
片，7、第三反射鏡，8、第二四分之一波片，9、第一反射鏡，10、空間光調(diào)制器；11、第一成像透鏡，12、第一四分之一波片，13、偏振全息記錄片，14、第二成像透鏡，15、感光元件。
具體實(shí)施方式
44.為詳細(xì)說(shuō)明本技術(shù)可能的應(yīng)用場(chǎng)景，技術(shù)原理，可實(shí)施的具體方案，能實(shí)現(xiàn)目的與效果等，以下結(jié)合所列舉的具體實(shí)施例并配合附圖詳予說(shuō)明。本文所記載的實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本技術(shù)的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來(lái)限制本技術(shù)的保護(hù)范圍。
45.在本文中提及“實(shí)施例”意味著，結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以包含在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中各個(gè)位置出現(xiàn)的“實(shí)施例”一詞并不一定指代相同的實(shí)施例，亦不特別限定其與其它實(shí)施例之間的獨(dú)立性或關(guān)聯(lián)性。原則上，在本技術(shù)中，只要不存在技術(shù)矛盾或沖突，各實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以以任意方式進(jìn)行組合，以形成相應(yīng)的可實(shí)施的技術(shù)方案。
46.除非另有定義，本文所使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)的含義與本技術(shù)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同；本文中對(duì)相關(guān)術(shù)語(yǔ)的使用只是為了描述具體的實(shí)施例，而不是旨在限制本技術(shù)。
47.在本技術(shù)的描述中，用語(yǔ)“和/或”是一種用于描述對(duì)象之間邏輯關(guān)系的表述，表示可以存在三種關(guān)系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同時(shí)存在a和b這三種情況。另外，本文中字符“/”一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的邏輯關(guān)系。
48.在本技術(shù)中，諸如“第一”和“第二”之類(lèi)的用語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何實(shí)際的數(shù)量、主次或順序等關(guān)系。
49.在沒(méi)有更多限制的情況下，在本技術(shù)中，語(yǔ)句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他類(lèi)似的表述，意在涵蓋非排他性的包含，這些表述并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法或者產(chǎn)品中還可以存在另外的要素，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法或者產(chǎn)品中不僅可以包括那些限定的要素，而且還可以包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者還包括為這種過(guò)程、方法或者產(chǎn)品所固有的要素。
50.與《審查指南》中的理解相同，在本技術(shù)中，“大于”、“小于”、“超過(guò)”等表述理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以?xún)?nèi)”等表述理解為包括本數(shù)。此外，在本技術(shù)實(shí)施例的描述中“多個(gè)”的含義是兩個(gè)以上(包括兩個(gè))，與之類(lèi)似的與“多”相關(guān)的表述亦做此類(lèi)理解，例如“多組”、“多次”等，除非另有明確具體的限定。
51.在本技術(shù)實(shí)施例的描述中，所使用的與空間相關(guān)的表述，諸如“中心”“縱向”“橫向”“長(zhǎng)度”“寬度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“豎直”“水平”“垂直”“頂”“底”“內(nèi)”“外”“順時(shí)針”“逆時(shí)針”“軸向”“徑向”“周向”等，所指示的方位或位置關(guān)系是基于具體實(shí)施例或附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本技術(shù)的具體實(shí)施例或便于讀者理解，而不是指示或暗示所指的裝置或部件必須具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位構(gòu)造或操作，因此不能理解為對(duì)本技術(shù)實(shí)施例的限制。
52.除非另有明確的規(guī)定或限定，在本技術(shù)實(shí)施例的描述中，所使用的“安裝”“相連”“連接”“固定”“設(shè)置”等用語(yǔ)應(yīng)做廣義理解。例如，所述“連接”可以是固定連接，也可以是可
拆卸連接，或成一體設(shè)置；其可以是機(jī)械連接，也可以是電連接，也可以是通信連接；其可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連；其可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本技術(shù)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述用語(yǔ)在本技術(shù)實(shí)施例中的具體含義。
53.零再現(xiàn)效應(yīng)(nre)是偏振全息術(shù)中的一種獨(dú)特現(xiàn)象，由todorov等人首次觀察并提出。當(dāng)時(shí)，nre已經(jīng)考慮到當(dāng)用正交偏振讀取波讀取全息圖時(shí)，衍射效率會(huì)下降到零。
54.記錄和再現(xiàn)過(guò)程中的波束用g和f來(lái)區(qū)分，下標(biāo)“+”和
“?”
分別表示信號(hào)光和參考光。p偏振定義為在垂直于波傳播的x-z平面中偏振的光束，而 s偏振平行于y軸。對(duì)于正交線偏振，單位向量可以表示為： pj(+，-)分別表示信號(hào)光和參考光的單位向量。
55.在記錄階段，體偏振光柵由入射角為θ
+
的矢量信號(hào)光g
+
和入射角為θ-的矢量參考光g-寫(xiě)入材料。兩束光束以θ
+
＝θ-的對(duì)稱(chēng)角干涉，干涉圖案的合成電場(chǎng)可以表示為u是位置向量，k
+
和k-分別對(duì)應(yīng)信號(hào)光向量和參考光向量，其中
56.在這里，任意偏振態(tài)可以寫(xiě)成：m
∝
(αjs+βjp
+
)，其中，αj和βj表示任意實(shí)數(shù)或虛數(shù)，下標(biāo)j＝1,2,3，分別對(duì)應(yīng)于信號(hào)光、參考光和讀取光。
57.在全息的再現(xiàn)階段，使用滿足布拉格條件的光波α3s+β3p
+
，讀取波來(lái)重現(xiàn)全息圖。通過(guò)結(jié)合新的張量理論和耦合波理論，一般再現(xiàn)光f+可以計(jì)算和描述為：
[0058][0059]
為了探測(cè)并區(qū)分正交圓偏振光(cpl)，設(shè)計(jì)記錄了兩組字母的偏振復(fù)用全息圖,使得光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)中，再現(xiàn)圖像取決于入射圓偏振光的手性。在該偏振復(fù)用全息圖中，每個(gè)全息圖分別包含偏振信息：右旋圓偏振光、左旋圓偏振光；及對(duì)應(yīng)的振幅信息，即縮寫(xiě)字母“r”和“l(fā)”。當(dāng)全息圖被不同的圓偏振光再現(xiàn)時(shí)，右圓偏振(rcp)將衍射再現(xiàn)出字母“r”，而左圓偏振(lcp) 將衍射再現(xiàn)出字母“l(fā)”，故改變?nèi)肷涔獾钠裥?手性會(huì)再現(xiàn)不同的再現(xiàn)信號(hào)圖像。
[0060]
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例提供了一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法，包括以下步驟：
[0061]
步驟s110：將參考光調(diào)整為第一旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第一偏振態(tài)光，構(gòu)建第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)；
[0062]
步驟s120：通過(guò)第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置記錄第一強(qiáng)度信號(hào)圖及其對(duì)應(yīng)的偏振態(tài)；
[0063]
步驟s130：將參考光調(diào)整為第二旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第二偏振態(tài)光，構(gòu)建第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)；
[0064]
步驟s140：通過(guò)第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置記錄第二強(qiáng)度信號(hào)圖及其對(duì)應(yīng)的偏振態(tài)；
[0065]
步驟s150：基于偏光全息中的零再現(xiàn)效應(yīng)，第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)及第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)分別記錄在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置產(chǎn)生偏振復(fù)用干涉場(chǎng)，制得全息元件。
[0066]
兩次曝光干涉場(chǎng)記錄在全息記錄材料的同一位置，并產(chǎn)生偏振復(fù)用的干涉場(chǎng)，即偏振復(fù)用全息圖，最終得到全息元件。根據(jù)偏光全息中的零再現(xiàn)效應(yīng)(nre)的特性與圓偏振探測(cè)器所要實(shí)現(xiàn)的功能，構(gòu)建了兩組曝光干涉場(chǎng), 這兩組干涉場(chǎng)可以在復(fù)用偏振全息圖中產(chǎn)生所需的偏振干涉圖案，并實(shí)現(xiàn)偏振旋向/手性的檢測(cè)。可以在幾秒內(nèi)制備完成圓偏振探測(cè)器所需要的光學(xué)元件，偏振全息記錄片可以采用常用的具有偏振靈敏度的全息材料，大大降低制造成本。
[0067]
在某些實(shí)施例中，所述第一旋向圓偏振光為右旋圓偏振光，所述第一偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s-(1/cosθ)ip
+
；第二旋向偏振光為左旋圓偏振光，所述第二偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s+(1/cosθ)ip
+
，θ為參考光與信號(hào)光之間的干涉角，其中， rcp為s+ip
+
，lcp為s-ip
+
。
[0068]
如下表所示：
[0069][0070]
上表總結(jié)了用于制備圓偏振檢測(cè)器的偏振全息干涉場(chǎng)的構(gòu)造。編號(hào)1和編號(hào)2的行對(duì)應(yīng)于相同記錄位置的順序雙重曝光過(guò)程，其參考光是正交圓偏振光束，讀取光為右旋圓偏振光(rcp)或左旋圓偏振光(lcp)。
[0071]
其中，干涉角θ與信號(hào)光的偏振態(tài)是存在耦合關(guān)系的。在再現(xiàn)過(guò)程的最后兩列中，當(dāng)通過(guò)與參考光相同的rcp或lcp光束再現(xiàn)全息圖時(shí)，會(huì)出現(xiàn)衍射項(xiàng)。然而，當(dāng)用與記錄參考正交的偏振光再現(xiàn)全息圖時(shí)，衍射效率下降到零，這就是零再現(xiàn)效應(yīng)(nre)。因此，當(dāng)復(fù)用偏振全息圖被rcp或lcp光再現(xiàn)時(shí)，攜帶一種圓偏振態(tài)的光會(huì)被衍射，而攜帶相反旋向的圓偏振態(tài)的光則相當(dāng)于被ner效應(yīng)阻擋，它是區(qū)分圓偏振光束旋向性的原理。根據(jù)上表可知，復(fù)用偏振全息圖的ner特性對(duì)再現(xiàn)光圓偏振態(tài)的旋向有很強(qiáng)的依賴(lài)性，使該光學(xué)元件能夠作為圓偏振檢測(cè)器應(yīng)用，滿足圓偏振光或橢圓偏振光旋向性的測(cè)定。
[0072]
在其他實(shí)施例中，第一旋向偏振光為左旋圓偏振光，所述第一偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s+(1/cosθ)ip
+
，所述第二旋向圓偏振光為右旋圓偏振光，所述第二偏振態(tài)光的偏振態(tài)為
s-(1/cosθ)ip
+
，θ為參考光與信號(hào)光之間的干涉角。
[0073]
在某些實(shí)施例中，所述偏振全息記錄片為菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物。偏振特性在偏振全息圖中是通用的，偏振全息記錄片并不限于某種特定的偏振敏材料。常用的具有偏振靈敏度的全息材料也可以應(yīng)用于圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件的制備，而在本實(shí)施例中，偏振全息記錄片采用的為菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物的記錄偏振敏感材料。菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物(pq/pmma)該材料具有:光致雙折射和偏振敏感特性，制備成本低，對(duì)光致收縮具有魯棒性的特點(diǎn)。
[0074]
提供了一種基于偏振全息術(shù)中的零再現(xiàn)效應(yīng)(nre)來(lái)檢測(cè)光的圓偏振光旋向的新方案。圓偏振檢測(cè)器是一種具有偏振選擇性的偏振全息記錄片，可根據(jù)入射光的旋向性來(lái)再現(xiàn)不同的圖像。采用本技術(shù)中基于全息曝光法的圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法，可在幾秒內(nèi)制備完成得到偏振全息記錄片。在理論上得到了同時(shí)滿足復(fù)用偏振全息圖中的nre效應(yīng)的干涉場(chǎng)的解析解；并在實(shí)驗(yàn)上通過(guò)構(gòu)建干涉場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)再現(xiàn)光的不同偏振屬性區(qū)分圓偏振光(cpl)的手性。通過(guò)控制入射光偏振的旋向，即右旋圓偏振(rcp)或左旋圓偏振(lcp)光，兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的信號(hào)圖像可以在一張相同的全息圖中被交替讀取。該方案基于正交圓偏振全息的零再現(xiàn)效應(yīng)(nre)，且不受近軸近似或90度干涉角的限制和嚴(yán)格的曝光條件，在應(yīng)用中更加實(shí)用，為制作圓偏振探測(cè)器提供了一種可行且方便的方法。
[0075]
此外，與納米結(jié)構(gòu)相比，基于偏振全息的方法在制造的效率和便利性上更具有優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)有的超材料技術(shù)提供了一種的新補(bǔ)充解決方案。因此，該方案在直接制造用于集成光學(xué)器件的大面積圓偏振探測(cè)器擁有的巨大潛力。
[0076]
請(qǐng)參閱圖2，在另一實(shí)施例中，一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，包括：
[0077]
激光器1，用于產(chǎn)生激光；
[0078]
偏振分束器4，用于將激光器1產(chǎn)生的激光分為信號(hào)光及參考光；
[0079]
信號(hào)光路，用于將信號(hào)光照射偏振全息記錄片13；
[0080]
參考光路，用于將參考光照射偏振全息記錄片13；
[0081]
第一四分之一波片12，所述第一四分之一波片12設(shè)置在信號(hào)光路上，所述第一四分之一波片12用于根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光的偏振態(tài)；
[0082]
空間光調(diào)制器10，所示空間光調(diào)制器10設(shè)置在信號(hào)光路上，用于加載強(qiáng)度信號(hào)圖；
[0083]
第一成像透鏡11，所述第一成像透鏡11設(shè)置在信號(hào)光路上，用于將信號(hào)光路上的強(qiáng)度信號(hào)圖成像至偏振全息記錄片13上；
[0084]
第一半波片6，所述第一半波片6設(shè)置在參考光路上，用于將將參考光的 s偏振調(diào)節(jié)為p偏振；
[0085]
第二四分之一波片8，所述第二四分之一波片8設(shè)置在參考光路上，用于將參考光調(diào)整為右旋圓偏振光或者左旋向圓偏振光。
[0086]
激光器1產(chǎn)生波長(zhǎng)為532nm的準(zhǔn)直激光束，通過(guò)偏振分束器4分為信號(hào)光束和參考光束，在信號(hào)光路中，第一四分之一波片12用于將信號(hào)光的線性偏振態(tài)調(diào)整為橢圓偏振或圓偏振，在參考光路中，第一半波片6用于將參考光的s偏振態(tài)調(diào)節(jié)為p偏振態(tài)，第二四分之一波片8將參考光調(diào)整為橢圓偏振態(tài)或者圓偏振態(tài)，其中，可以通過(guò)調(diào)整水平線偏振光束與四分之一波片快軸的夾角，可以方便地獲得不同旋向的圓偏振。其中，偏振全息記錄片13上的入射光束直徑約為5mm，寫(xiě)入光束的強(qiáng)度約為1mw/cm2。每個(gè)圖像的曝光時(shí)間約為10秒，在
全息再現(xiàn)階段，第一四分之一波片12被用來(lái)調(diào)整再現(xiàn)光波的偏振態(tài)。
[0087]
其中，信號(hào)光和參考光之間的干涉角是隨機(jī)選擇的，在本實(shí)施例中，記錄材料干涉外角為48
°
，采用的偏振全息記錄片13的折射率為1.5，根據(jù)斯涅爾定律，材料內(nèi)部的兩個(gè)記錄波的干涉角為30
°
，如上表所述的用于制備圓偏振檢測(cè)器的偏振全息干涉場(chǎng)的構(gòu)造，信號(hào)光的偏振態(tài)與干涉角θ的耦合關(guān)，兩個(gè)記錄信號(hào)的橢圓偏振波應(yīng)分別調(diào)節(jié)為s
±
1.15p
+
。
[0088]
在偏振復(fù)用記錄階段，將記錄圖像窗口分成兩部分，一半耦合一種旋向手性，另一半耦合到另一個(gè)旋向手性，并在記錄材料的同一位置依次記錄兩組偏振全息圖：第一強(qiáng)度信號(hào)圖及第二強(qiáng)度信號(hào)圖。在第一次記錄過(guò)程中，根據(jù)表所示，將參考光和信號(hào)光調(diào)整為左旋橢圓偏振態(tài)和右旋圓偏振態(tài)，利用透射式振幅空間光調(diào)制器10加載強(qiáng)度信號(hào)字母“r”(第一強(qiáng)度信號(hào)圖)，并通過(guò)第一透鏡將字母“r”成像至偏振全息記錄片13中。在第二次記錄過(guò)程中，分別通過(guò)分別旋轉(zhuǎn)第一四分之一波片12和第二四分之一波片8，實(shí)現(xiàn)信號(hào)和參考光束的偏振旋向的反轉(zhuǎn)，以記錄另一個(gè)字母“l(fā)”(第二強(qiáng)度信號(hào)圖)。兩次曝光干涉場(chǎng)記錄在全息記錄材料的同一位置，并產(chǎn)生偏振復(fù)用的干涉場(chǎng)，即偏振復(fù)用全息圖，最終制得全息元件。
[0089]
在某些實(shí)施例中，還包括擴(kuò)束鏡2，所述擴(kuò)束鏡2設(shè)置在激光器1與偏振分束器4之間，所述擴(kuò)束鏡2用于對(duì)激光器1產(chǎn)生的激光進(jìn)行擴(kuò)束。擴(kuò)束鏡2 設(shè)計(jì)用于擴(kuò)大平行輸入光束的直徑至較大的平行輸出光束。
[0090]
在某些實(shí)施例中，還包括第二半波片3，所述第二半波片3設(shè)置在激光器 1與偏振分束器4之間，所述第二半波片3用于調(diào)整信號(hào)光和參考光的強(qiáng)度比。
[0091]
在某些實(shí)施例中，所述偏振全息記錄片13為菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物。偏振特性在偏振全息圖中是通用的，偏振全息記錄片13并不限于某種特定的偏振敏材料。常用的具有偏振靈敏度的全息材料也可以應(yīng)用于圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件的制備，而在本實(shí)施例中，偏振全息記錄片13采用的為菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物的記錄偏振敏感材料。菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物(pq/pmma)該材料具有:光致雙折射和偏振敏感，低成本制造，對(duì)光致收縮具有魯棒性的特點(diǎn)。
[0092]
在某些實(shí)施例中，還包括第二成像透鏡14及感光元件15；
[0093]
所述第二成像透鏡14用于讀取偏振全息記錄片13上的再現(xiàn)光，并在感光元件15上成像。
[0094]
通過(guò)第二成像透鏡14和感光元件15進(jìn)行偏振全息記錄片13上的再現(xiàn)光的讀取。通過(guò)感光元件15可以探測(cè)制備完成的全息元件中再現(xiàn)圖案的效果。其中，所述感光元件15為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體。互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體cmos (complementary metal-oxide semiconductor)和ccd一樣同為在掃描儀中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。目前cmos感光器件主要應(yīng)用于少數(shù)名片掃描儀和文件掃描儀。cmos的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒(méi)什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在cmos上共存著帶n(帶
–
電)和p (帶+電)級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片記錄和解讀成影像。在其他實(shí)施例中，感光元件15也可以采用電荷耦合器件(ccd)。
[0095]
在某些實(shí)施例中，所述信號(hào)光路包括第一反射鏡9，所述第一反射鏡9用于將信號(hào)光垂直射入偏振全息記錄片13；
[0096]
所述參考光路包括第二反射鏡5及第三反射鏡7，所述第二反射鏡5及第三反射鏡7用于將參考光以預(yù)設(shè)干涉角射入偏振全息記錄片13，所述預(yù)設(shè)干涉角為參考光與信號(hào)光之
間的干涉角。通過(guò)第一反射鏡9將信號(hào)光垂直射入偏振全息記錄片13，可以使得信號(hào)光可以垂直被衍射出來(lái)，可以將感光元件 15垂直放置于偏振全息記錄片13后面，垂直于信號(hào)光，便于再現(xiàn)光的讀取。而根據(jù)信號(hào)光垂直射入偏振全息記錄片13，通過(guò)第二反射鏡5及第三反射鏡 7將參考光以相應(yīng)的干涉角射入偏振全息記錄片13中。而在其他實(shí)施例中，也可以將信號(hào)光以其他角度射入偏振全息記錄片13，而根據(jù)信號(hào)光射入的角度設(shè)置相應(yīng)的信號(hào)光的反射鏡組以及參考光的反射鏡組。在其他組實(shí)施例中，信號(hào)光路及參考光路的搭建也可以采用其他方式的反射鏡組進(jìn)行搭建，只要滿足信號(hào)光及參考光的偏振態(tài)以及信號(hào)光與參考光之間的干涉角，采用的記錄材料(偏振全息記錄片)是偏振敏感的，即可制備得到圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件。
[0097]
另一實(shí)施例中，一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件為上述實(shí)施例中的圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法制備或者上述實(shí)施例中的所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置制備。
[0098]
為了證明制備好的圓偏振探測(cè)器的性能，測(cè)量衍射信號(hào)強(qiáng)度變化隨著不同入射偏振光的改變情況來(lái)分析生成的偏振全息記錄片的效果。當(dāng)入射偏振態(tài)為水平時(shí)，分別以15
°
為步長(zhǎng)對(duì)第一四分之一波片12由0
°
到165
°
進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如圖3所示的再現(xiàn)階段不同偏振態(tài)光束讀取全息元件的衍射光實(shí)驗(yàn)得到的圖像，圖中左下角的度數(shù)是第一四分之一波片12相對(duì)于水平的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度，從0
°
到165
°
，步長(zhǎng)為15
°
入射光的偏振態(tài)：(a)和(g)為線偏振光，(d)為rcp，(j)為lcp；(b)、(c)、(e)(f)為右旋橢圓偏振光，(h)、 (i)、(k)、(l)為左旋橢圓偏振光。隨著不同入射偏振光的橢圓率的改變，兩個(gè)信號(hào)圖像的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生上升和下降，一般地，rcp和lcp構(gòu)成一組偏振的正交基矢，入射光束可以分解為不同正交成分比例(如線性和橢圓偏振光) 的疊加，則“r”和“l(fā)”將同時(shí)再現(xiàn)。圖3中，(a)和(g)是水平線偏振入射光的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中第一四分之一波片12的快軸位于水平或垂直位置。由于線偏振光包含等比例的rcp和lcp分量，故字母“r”和“l(fā)”將同時(shí)再現(xiàn)。
[0099]
圖3中(d)和(j)顯示了用正交旋向圓偏振光束照射探測(cè)器時(shí)的衍射結(jié)果。用相應(yīng)rcp或lcp光束照射時(shí)，記錄的字母“r”和“l(fā)”被順序再現(xiàn)出來(lái)。如圖3中(d)所示，當(dāng)用rcp光照射全息圖時(shí)，可以觀察到具有非常高保真度且沒(méi)有失真的清晰信號(hào)圖像(右側(cè)的“r”),同理入射光為lcp時(shí)，衍射圖像為“l(fā)”，如圖3(j)所示。有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，再現(xiàn)圖像是可切換的，即“r”或“l(fā)”，取決于入射光偏振手性，實(shí)現(xiàn)了rcp和lcp光束的偏振旋向的檢測(cè)。
[0100]
當(dāng)讀取光轉(zhuǎn)換為左旋橢圓偏振光束時(shí)，lcp分量將占主導(dǎo)，其中字母“l(fā)”將比圖3(h)中的“r”更加突出。因此，“l(fā)”和“r”的強(qiáng)度出現(xiàn)交替升降，并對(duì)應(yīng)于rcp和lcp的主導(dǎo)趨勢(shì)。因此，偏振光束的旋向性可以直接由字母“r”和“l(fā)”之間的相對(duì)強(qiáng)度直觀地決定。
[0101]
此外，如圖4所示的衍射歸一化強(qiáng)度與第一四分之一波片12快軸旋轉(zhuǎn)角度的依賴(lài)關(guān)系及圖5所示的衍射強(qiáng)度差值與第一四分之一波片12快軸旋轉(zhuǎn)角度的依賴(lài)關(guān)系，為表征圓偏振檢測(cè)器的性能，還定量分析了在不同偏振態(tài)的入射光照射下，兩個(gè)再現(xiàn)圖像之間的強(qiáng)度演變。字母“r”和“l(fā)”的強(qiáng)度值，可以利用cmos拍攝的衍射圖中，字母相對(duì)應(yīng)的有效區(qū)域中像素強(qiáng)度相加之和來(lái)獲得(單位像素的強(qiáng)度低于cmos的最大靈敏度閾值)。圖4所示的衍射強(qiáng)度與第一四分之一波片12快軸旋轉(zhuǎn)角度的依賴(lài)關(guān)系，其中點(diǎn)和實(shí)線分別代表實(shí)驗(yàn)和模擬數(shù)據(jù)。
[0102]
制備完成的圓偏振光探測(cè)器的檢測(cè)能力可以通過(guò)偏振消光差來(lái)評(píng)估，偏振消光差
定義為正交圓偏振光束讀取的強(qiáng)度差。為了進(jìn)一步表征圓偏振探測(cè)器的性能，我們計(jì)算了不同偏振態(tài)讀取光得到的再現(xiàn)光強(qiáng)度衍射差(dr-dl)，其中dr和dl分別代表由rcp和lcp光再現(xiàn)的字母“r”和“l(fā)”的衍射強(qiáng)度。從圖5可以看出，(dr-dl)的絕對(duì)差值高達(dá)到4000，展現(xiàn)了很高的偏振靈敏度，這樣進(jìn)一步說(shuō)明利用該方法制備圓偏振探測(cè)器，可以很好地區(qū)分右旋圓偏振態(tài)光和左旋圓偏振態(tài)光。
[0103]
本方案中制造了一種基于偏振全息中的零再現(xiàn)效應(yīng)(nre)的光學(xué)元件，用于探測(cè)圓偏振的旋向。從理論上給出圓偏振探測(cè)器的工作原理，并通過(guò)秒量級(jí)的曝光，制備該元件，該方案為圓偏振探測(cè)器提供了一種簡(jiǎn)單的制造方案。
[0104]
此外，通過(guò)各種再現(xiàn)偏振光束的讀取，來(lái)展示圓偏振檢測(cè)器的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改變?nèi)肷淦駪B(tài)的偏振旋向會(huì)導(dǎo)致不同的再現(xiàn)信號(hào)圖像，當(dāng)rcp 入射衍射成字母“r”，lcp入射衍射成字母“l(fā)”，即直觀地實(shí)現(xiàn)了圓偏振的旋向/手性檢測(cè)。此外，通過(guò)再現(xiàn)全息字母“r”和“l(fā)”的相對(duì)強(qiáng)度也可以確定橢圓偏振光束的旋向。
[0105]
同時(shí)提供了一種基于偏振復(fù)用全息的偏振旋向檢測(cè)方法,該方案將在全斯托克斯參數(shù)檢測(cè)、材料表征、醫(yī)學(xué)診斷和生物醫(yī)學(xué)成像方面表現(xiàn)出巨大的潛力。
[0106]
最后需要說(shuō)明的是，盡管在本技術(shù)的說(shuō)明書(shū)文字及附圖中已經(jīng)對(duì)上述各實(shí)施例進(jìn)行了描述，但并不能因此限制本技術(shù)的專(zhuān)利保護(hù)范圍。凡是基于本技術(shù)的實(shí)質(zhì)理念，利用本技術(shù)說(shuō)明書(shū)文字及附圖記載的內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程替換或修改產(chǎn)生的技術(shù)方案，以及直接或間接地將以上實(shí)施例的技術(shù)方案實(shí)施于其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域等，均包括在本技術(shù)的專(zhuān)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法，其特征在于，包括以下步驟：將參考光調(diào)整為第一旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第一偏振態(tài)光，構(gòu)建第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)；通過(guò)第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置記錄第一強(qiáng)度信號(hào)圖；將參考光調(diào)整為第二旋向圓偏振光，根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光為第二偏振態(tài)光，構(gòu)建第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)；通過(guò)第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置記錄第二強(qiáng)度信號(hào)圖；基于偏光全息中的零再現(xiàn)效應(yīng)，第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)及第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)分別記錄在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置產(chǎn)生偏振復(fù)用干涉場(chǎng)，制得全息元件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法，其特征在于，所述第一旋向圓偏振光為右旋圓偏振光，所述第一偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s-(1/cosθ)ip
+
；第二旋向偏振光為左旋圓偏振光，所述第二偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s+(1/cosθ)ip
+
,θ為參考光與信號(hào)光之間的干涉角；或者，第一旋向圓偏振光為左旋圓偏振光，所述第一偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s+(1/cosθ)ip
+
；第二旋向偏振光為右旋圓偏振光，所述第二偏振態(tài)光的偏振態(tài)為s-(1/cosθ)ip
+
，θ為參考光與信號(hào)光之間的干涉角。3.一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，其特征在于，所述裝置應(yīng)用于如權(quán)利要求1-2任意一項(xiàng)所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法，所述裝置包括：激光器，用于產(chǎn)生激光；偏振分束器，用于將激光器產(chǎn)生的激光分為信號(hào)光及參考光；信號(hào)光路，用于將信號(hào)光照射到偏振全息記錄片；參考光路，用于將參考光照射到偏振全息記錄片；第一四分之一波片，所述第一四分之一波片設(shè)置在信號(hào)光路上，所述第一四分之一波片用于根據(jù)參考光與信號(hào)光之間的干涉角調(diào)整信號(hào)光的偏振態(tài)；空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器設(shè)置在信號(hào)光路上，用于加載強(qiáng)度信號(hào)圖；第一成像透鏡，所述第一成像透鏡設(shè)置在信號(hào)光路上，用于將信號(hào)光路上的強(qiáng)度信號(hào)圖成像至偏振全息記錄片上；第一半波片，所述第一半波片設(shè)置在參考光路上，用于將將參考光的s偏振調(diào)節(jié)為p偏振；第二四分之一波片，所述第二四分之一波片設(shè)置在參考光路上，用于將參考光調(diào)整為右旋圓偏振光或者左旋圓偏振光。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，其特征在于，還包括擴(kuò)束鏡，所述擴(kuò)束鏡設(shè)置在激光器與偏振分束器之間，所述擴(kuò)束鏡用于對(duì)激光器產(chǎn)生的激光進(jìn)行擴(kuò)束。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，其特征在于，還包括第二半波片，所述第二半波片設(shè)置在激光器與偏振分束器之間，所述第二半波片用于調(diào)整信號(hào)光和參考光的強(qiáng)度比。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，其特征在于，所述偏振全息記錄片為菲醌摻雜聚甲基丙烯酸甲酯光聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，其特征在于，還包括第二成像透鏡及感光元件；所述第二成像透鏡用于讀取偏振全息記錄片上的再現(xiàn)光，并在感光元件上成像。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，其特征在于，所述感光元件為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置，其特征在于，所述信號(hào)光路包括第一反射鏡，所述第一反射鏡用于將信號(hào)光垂直射入偏振全息記錄片；所述參考光路包括第二反射鏡及第三反射鏡，所述第二反射鏡及第三反射鏡用于將參考光以預(yù)設(shè)干涉角射入偏振全息記錄片，所述預(yù)設(shè)干涉角為參考光與信號(hào)光之間的干涉角。10.一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件為權(quán)利要求1-2任意一項(xiàng)所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法制備或者由權(quán)利要求3-9任意一項(xiàng)所述圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成裝置制備。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種圓偏振探測(cè)器的光學(xué)元件生成方法、裝置及光學(xué)元件，所述方法包括以下步驟：將參考光調(diào)整為第一旋向圓偏振光，調(diào)整信號(hào)光為第一偏振態(tài)光，構(gòu)建第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)；通過(guò)第一曝光偏振全息干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片中產(chǎn)生第一強(qiáng)度信號(hào)圖；將參考光調(diào)整為第二旋向圓偏振光，調(diào)整信號(hào)光為第二偏振態(tài)光，構(gòu)建第二曝光偏振全息干涉場(chǎng)；通過(guò)第二曝光干涉場(chǎng)在偏振全息記錄片記錄第二強(qiáng)度信號(hào)圖，在偏振全息記錄片的預(yù)設(shè)位置產(chǎn)生偏振復(fù)用干涉場(chǎng)，制得全息元件。實(shí)現(xiàn)了在幾秒內(nèi)制備完成圓偏振探測(cè)器所需要的光學(xué)元件，偏振全息記錄片可以采用常用的具有偏振靈敏度的全息材料，大大降低制造成本。大大降低制造成本。大大降低制造成本。
