激光空间多横模相对相位的判定与锁定

发布时间：2023-04-24 21:28

　　目前,激光已成为现代光学的重要工具应用到科研、工业及军事领域中。传统上的应用多采用激光的基模模式,随着科技的发展,激光高阶模式由于具有特殊的空间结构和正交特性,在一些特定的领域,如光学成像、位移精密探测、原子俘获和量子信息传输等,表现出一定的优势。常见的激光高阶模式有厄米高斯和拉盖尔高斯模式两种,在空间量子精密测量领域,这两种模式分别对应着不同的测量物理量,厄米高斯模式对应激光横向位移与倾角测量,拉盖尔高斯模式对应空间转角和轨道角动量测量。在这种空间精密测量中,经常涉及两束或多束不同模式的光束耦合或分离,并要求它们之间满足一定的相对相位。与传统的基模间或者同阶模式间的耦合不同,不同模式间的相对相位不仅与传播相位有关,还与高阶模式的Gouy相移有关。并且由于Gouy相移与传播位置相关,因此增加了相对相位判定与锁定的难度。为解决上述问题,本文主要围绕厄米高阶模的产生及多横模之间相对相位的判定与锁定展开,主要内容包含以下几个方面:1.理论上分析了厄米高斯光束的产生原理及产生方式,得出了在不同平移量下所激发的高阶模比例,并绘制了理论曲线。实验上为了便于制备,阶数较低的厄米高阶模,一般使用模式清...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
第二章 理论基础
    2.1 非经典光场
        2.1.1 Fock态
        2.1.2 相干态
        2.1.3 压缩态
    2.2 光场的空间模式
        2.2.1 厄米高斯模
        2.2.2 拉盖尔高斯模
        2.2.3 厄米高斯模式与拉盖尔高斯模式之间的转换
    2.3 小结
第三章 高阶厄米高斯模式的产生及传播
    3.1 引言
    3.2 高阶厄米高斯光束的产生
        3.2.1 产生高阶模式的几种装置
        3.2.2 利用腔失谐产生高阶厄米高斯模式的分析
        3.2.3 使用空间光调制器产生高阶厄米高斯模式
    3.3 厄米高斯模式的传播及成像
        3.3.1 古依Gouy相移
        3.3.2 4f系统成像
    3.4 小结
第四章 高阶模相对相位的判定与锁定
    4.1 引言
    4.2 判定高阶横模间相对相位的理论分析
        4.2.1 两束厄米高斯模式相位的判定
        4.2.2 两束螺旋拉盖尔高斯模式之间相位的判定
        4.2.3 两束正弦拉盖尔高斯模式之间相位的判定
    4.3 实验方案
    4.4 实验结果及讨论
    4.5 多横模相对相位锁定在量子精密测量中的应用
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简历及联系方式



本文编号：3800047