CN111130637A - 光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法及测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光子自旋‑轨道角动量联合模式的测量方法及测量系统，其中所述的测量方法包括以下步骤：将待测的带有自旋‑轨道角动量的光场垂直输入到至(x,y)平面，且光场中心与该平面中心对准；对带有螺旋波前的左旋圆偏振态入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入相位调制Q_R(x,y)；带有不同自旋角动量的光场沿着螺旋线展开并被分离到(u,v)平面上不同位置；对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)，将经过(u,v)平面的光场汇聚在(m,n)平面不同位置；检测(m,n)平面的光强分布，从而测量输入光场的自旋‑轨道角动量联合模式，或解调输入光场的自旋‑轨道角动量联合模式。

Description

光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法及测量系统

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，更具体的，涉及一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法及测量系统。

背景技术

近几十年来，计算机、互联网和物联网等信息技术不断发展，全球数据呈爆发式增长，这对数据传输容量提出巨大挑战。光通信是数据传输的主要方式，利用传统的复用技术包括时分复用、波分复用、偏振复用和高阶调制格式等来提高其传输容量已难于满足需求。

因此空间模分复用成为目前进一步提高通信容量的热门研究方向。空间模分复用是指光场在信道传输时，会产生多个正交空间模式，通过将数据调制到不同的空间模式，在单个信道实现多组数据同时传输。在众多模分复用方案中，基于光子自旋角动量(spinangular momentum,SAM)和轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)联合的模分复用因其模式特有的对称性以及与光子角动量的内在关联而受到广泛关注，具备进一步大幅度提升数据传输容量的潜力。

然而实现基于SAM-OAM模分复用的光通信系统面临诸多关键问题。其中极为关键的一个问题就是对SAM-OAM联合模式实现复用/解复用，即实现不同模式的合束与分离。解调光子自旋和轨道角动量联合模式需要同时分离带有不同偏振态和螺旋波前的混合光束。早期OAM模式解复用主要使用全息衍射光栅，级联的Mach-Zehnder干涉仪等方法，但这些方法存在效率低，实现复杂等问题。

早在2010年，Berkhout G C G等人报道了全新的OAM模式解调方法，他们证明利用基于对数-极坐标的光学坐标变换将带螺旋波前的光场转变为带有倾斜波前的平面波，再通过傅里叶变换将光场分离到不同的空间位置上，从而实现OAM模式解复用。该解调方法简单、效率高且容易集成，但是基于对数-极坐标的光学坐标变换沿着圆形路径将光场映射到输出平面上，其有限的方向角θ＝[0,2π)会使解调光斑宽度大于相邻OAM模式解调光斑的间距，从而导致相邻OAM模式串扰。

为了解决这一问题，不少文献从光学傅里叶变换角度出发，通过扇出型光栅在空间域上复制了经过光学变换的光场来减小空间频域上的解调光斑宽度，从而降低相邻OAM模式叠加引起的串扰，然而这类方法增加了解复用器件设计的复杂度。

发明内容

本发明为了解决能同时实现SAM和OAM模式解复用的问题，提供了一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法及测量系统，其具有高效率、低串扰、易于实现和集成化的特点，有效的解决了同时实现SAM和OAM模式解复用的问题。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，所述的该方法包括以下步骤：

S1：将待测的带有自旋-轨道角动量的光场垂直输入到至(x,y)平面，且光场中心与该平面中心对准；假设光子自旋角动量

其中σ＝±1，其与光场的偏振态密切相关，σ＝1为左旋圆偏振态，σ＝-1为右旋圆偏振态；光子轨道角动量

其中l＝0,±1,±2,±3...与光场的螺旋波前相联系；设输入光场的波前相位可表示为exp(ilθ)；其中l为拓扑荷数即轨道角动量模式；θ为方位角；i为虚数单位；

S2：对带有螺旋波前的左旋圆偏振态入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入相位调制Q_R(x,y)；带有不同自旋角动量的光场沿着螺旋线展开并被分离到(u,v)平面上不同位置；

S3：对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)，使得输入光场的波前相位exp(ilθ)变换为横向线性相位

其中，β为尺度缩放因子；

S4：将经过(u,v)平面的光场汇聚在(m,n)平面不同位置，该过程满足光学傅里叶变换，自旋和轨道角动量模式对应的空间位置(m,n)可表示为：

式中，Δm表示入射的不同自旋角动量光场在(m,n)测量平面沿着m轴相反方向的偏移量，λ为输入光场的波长，f为输出凸透镜的焦距；

S5：检测(m,n)平面的光强分布，从而实现测量输入光场的自旋-轨道角动量联合模式，或解调输入光场的自旋-轨道角动量联合模式。

优选地，在步骤S2之后，步骤S3之前，还需要对不同自旋角动量模式引入相同相位Q_np(x,y)，其中Q_np(x,y)满足：

其中，d表示凸透镜的焦距。

进一步地，在步骤S2中，所述的Q_L(x,y),Q_R(x,y)满足：

式中，k表示入射光场在相位调制之后、补偿相位之前的传播波数；d表示凸透镜的焦距；a、r₀均为对数螺旋变换的相关参数，即r₀表示映射到(u,v)平面的原点对应(x,y)平面的位置信息，a表示对数螺旋线的变化快慢程度，当a＝0时，表示对数螺旋变换退化为对极坐标变换；Δu为入射的不同自旋角动量光场在(u,v)测量平面沿着u轴相反方向的偏移量；r,θ为螺旋极坐标(r,θ)的自变量，可表示为：

其中

表示取整数部分，θ的取值范围是(-∞,+∞)。

再进一步地，在步骤S3中，所述的P_L(x,y),P_R(x,y)满足：

式中，f表示输出凸透镜的焦距；Δm为入射的不同自旋角动量光场在最终(m,n)测量平面沿着m轴相反方向的偏移量。

基于以上所述的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，本发明还提供一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量系统，包括基于螺旋坐标变换的PB相位调制模块、傅里叶变换模块、光强探测模块；

所述的PB相位调制模块包括调制光场相位的第一PB相位板、第二PB相位板；

其中，第一PB相位板位于(x,y)平面，所述的第一PB相位板将对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入相位调制Q_R(x,y)；

第二PB相位板位于(u,v)平面；所述的第二PB相位板将对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)；

所述的光强探测模块用于获取光强分布信息，其位于傅里叶变换模块的输出平面即(m,n)平面；

所述的傅里叶变换模块包括输出凸透镜，所述的输出凸透镜的前焦面和后焦面处的光场满足傅里叶变换的关系，其中，(u,v)平面位于凸透镜前焦面，(m,n)平面位于凸透镜后焦面。

优选地，所述的PB相位调制模块还包括相位为Q_np(x,y)的凸透镜；所述的第一PB相位板位于(x,y)平面，对应凸透镜的前焦面，所述的第二PB相位板位于(u,v)平面，对应凸透镜的后焦面。

进一步地，所述的第一PB相位板由一个基片实现，所述的第二PB相位板由另一个基片实现，所述的第一PB相位板的中心、第二PB相位板的中心对准，且互相平行。

本发明的有益效果如下：

本发明基于螺旋坐标变换的PB相位器件在高效率测量或解调自旋和轨道角动量模式的同时，极大地降低相邻OAM模式串扰，具有容易实现，易集成化等优点，更有潜力应用于基于光子自旋-轨道角动量联合模式复用的光通信系统。

附图说明

图1是实施例1所述的测量方法的流程图。

图2是实施例2所述的测量系统的示意图。

图3是实施例2中待测光场的σ＝-1，l＝1模式在测量系统中的光强分布变化示意图。

图4是实施例2所述的第一PB相位板的结构示意图。

图5是实施例2所述的第二PB相位板的结构示意图。

图6是为带有0阶和1阶OAM模式的混合线偏振光经过所述的测试系统后被CCD相机接收的光强分布。

图中，1-第一PB相位板、2-第二PB相位板、3-凸透镜、4-输出凸透镜、5-光强探测模块、6-激光器、7-准直镜、8-线偏振片、9-空间光调制器、10-分光棱镜、11-第一反射镜、12-第二反射镜、13-第一凸透镜、14-孔径光阑、15-第二凸透镜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。

实施例1

如图1所示，一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，所述的测量方法包括以下步骤：

S1：将待测的带有自旋-轨道角动量的光场垂直输入到至(x,y)平面，且光场中心与该平面中心对准；

假设光子自旋角动量

其中σ＝±1，其与光场的偏振态密切相关，σ＝1为左旋圆偏振态，σ＝-1为右旋圆偏振态；光子轨道角动量

其中l＝0,±1,±2,±3...与光场的螺旋波前相联系；假设输入光场的波前相位可表示为exp(ilθ)；其中l为拓扑荷数即轨道角动量模式；θ为方位角；i为虚数单位。

S2：为了使(x,y)平面的输入光强分布沿着螺旋线展开，并在(u,v)平面变为长条形分布，对带有螺旋波前的左旋圆偏振态入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振态入射光引入相位调制Q_R(x,y)；带有不同自旋角动量的光场沿着螺旋线展开并被分离到(u,v)平面上不同位置；

同时该过程还需要对不同自旋角动量模式引入相同相位Q_np(x,y)，其中Q_np(x,y)满足：

式中，d表示凸透镜的焦距。

经过以上步骤带有不同自旋角动量的光场沿着螺旋线展开并被分离到距离凸透镜d处(u,v)平面上不同位置。

S3：对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)，以消除光学变换产生的相位畸变，并使得输入光场的波前相位exp(ilθ)变换为横向线性相位

其中，β为尺度缩放因子；

S4：将经过(u,v)平面的光场汇聚在(m,n)平面不同位置，该过程满足光学傅里叶变换，自旋和轨道角动量模式对应的空间位置(m,n)可表示为：

式中，Δm表示入射的不同自旋角动量光场在(m,n)测量平面沿着m轴相反方向的偏移量，λ为输入光场的波长，f为输出凸透镜的焦距；

S5：检测(m,n)平面的光强分布，从而实现测量输入光场的自旋-轨道角动量联合模式，或解调输入光场的自旋-轨道角动量联合模式。

在一个具体的实施例中，在步骤S2中，所述的Q_L(x,y),Q_R(x,y)满足：

式中，k表示入射光场在相位调制之后、补偿相位之前的传播波数；d表示凸透镜的焦距；a、r₀均为对数螺旋变换的相关参数，即r₀表示映射到(u,v)平面的原点对应(x,y)平面的位置信息，a表示对数螺旋线的变化快慢程度，当a＝0时，表示对数螺旋变换退化为对极坐标变换；Δu为入射的不同自旋角动量光场在(u,v)测量平面沿着u轴相反方向的偏移量；r,θ为螺旋极坐标(r,θ)的自变量，可表示为：

其中

表示取整数部分，θ的取值范围是(-∞,+∞)。

在一个具体的实施例中，在步骤S3中，所述的P_L(x,y),P_R(x,y)满足：

式中，k表示入射光场在相位调制之后、补偿相位之前的传播波数；d表示凸透镜的焦距；a、r₀均为对数螺旋变换的相关参数，即r₀表示映射到(u,v)平面的原点对应(x,y)平面的位置信息，a表示对数螺旋线的变化快慢程度，当a＝0时，表示对数螺旋变换退化为对极坐标变换；Δu为入射的不同自旋角动量光场在(u,v)测量平面沿着u轴相反方向的偏移量；f表示输出凸透镜的焦距；Δm为入射的不同自旋角动量光场在最终(m,n)测量平面沿着m轴相反方向的偏移量。

实施例2

基于实施例1所述的一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，如图2所示，本实施例还提供一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量系统，包括基于螺旋坐标变换的PB相位调制模块、傅里叶变换模块、光强探测模块；

所述的PB相位调制模块包括调制光场相位的第一PB相位板1、第二PB相位板2；

其中，第一PB相位板1位于(x,y)平面，所述的第一PB相位板1将对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入相位调制Q_R(x,y)；

第二PB相位板2位于(u,v)平面；所述的第二PB相位板2将对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)；

所述的光强探测模块5用于获取光强分布信息，其位于傅里叶变换模块的输出平面即(m,n)平面；所述的光强探测模块5可以是CCD相机，也可以是探测器阵列，还可以是光纤阵列。

所述的傅里叶变换模块包括输出凸透镜4，所述的输出凸透镜4的前焦面和后焦面处的光场满足傅里叶变换的关系，其中，(u,v)平面位于输出凸透镜4前焦面，(m,n)平面位于凸透镜后焦面。

本实施例为了产生光斑大小合适且带有自旋角动量和轨道角动量的输入光场，如图2所示，采用产生带有自旋角动量和轨道角动量的光场的产生模块包括能输出波长为1550nm的激光器6、准直镜7、线偏振片8、空间光调制器9、分光棱镜10、第一反射镜11、第二反射镜12、第一凸透镜13、孔径光阑14、第二凸透镜15；

其中所述的准直镜7可以对从激光器出来的光进行准直，使其不发散；

所述的线偏振片8可以操控光场偏振态，也就是给光场引入自旋角动量；

所述的分光棱镜10可以控制光传播方向；

所述的空间光调制器9对光场进行调控，使其带有轨道角动量即螺旋波前；

第一反射镜11和第二反射镜12是为了控制光的传播方向，以上光学器件位置可根据实际光路进行调整；

所述的第一凸透镜13和第二透镜15组成4f系统，用于控制光斑大小；

所述的孔径光阑14放置在第一凸透镜13后焦面，用于滤除杂散光。

本实施例所述激光器6产生波长为1550nm的激光经过线偏振片8、空间光调制器9，依次获得自旋角动量和轨道角动量，再通过第一凸透镜13和第二凸透镜15组成的4f系统以及孔径光阑14处理后，变为带有自旋-轨道角动量模式的光场。

在一个具体的实施例中，所述的输入光场为线偏振态，其波前相位为exp(iθ)，该输入光场可以看作是σ＝1，l＝1和σ＝-1，l＝1的光场叠加。输入光场首先经过基于螺旋坐标变换的PB相位调制模块，所述的PB相位调制模块包括第一PB相位板1、第二PB相位板2；所述的第一PB相位1板将带有不同自旋角动量的光场映射到不同空间位置上，此处输入光场被分成带有螺旋波前的左旋圆偏振右旋圆偏振光，两者的自旋和轨道角动量模式依次为σ＝-1，l＝1和σ＝1，l＝1；同时第一PB相位板1将对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入相位调制Q_R(x,y)；所述的Q_L(x,y)、Q_R(x,y)满足：

式中，k表示入射光场在相位调制之后、补偿相位之前的传播波数；d表示凸透镜的焦距；a、r₀均为对数螺旋变换的相关参数，即r₀表示映射到(u,v)平面的原点对应(x,y)平面的位置信息，a表示对数螺旋线的变化快慢程度，当a＝0时，表示对数螺旋变换退化为对极坐标变换；Δu为入射的不同自旋角动量光场在(u,v)测量平面沿着u轴相反方向的偏移量；r,θ为螺旋极坐标(r,θ)的自变量，可表示为：

其中

表示取整数部分，θ的取值范围是(-∞,+∞)。

其中，Q_np(x,y)满足：

其中，d表示凸透镜的焦距。

在一个具体的实施例中，由于实现螺旋坐标光学变换还需要对不同自旋角动量模式再引入相同相位Q_np(x,y)，因此在与第一PB相位板1相距d处放置凸透镜3，由此可知所述的PB相位调制模块还包括相位为Q_np(x,y)的凸透镜3；所述的第一PB相位板1位于(x,y)平面，对应凸透镜的前焦面，所述的第二PB相位板2位于(u,v)平面，对应凸透镜的后焦面。所述相位为Q_np(x,y)的凸透镜3为普通的凸透镜。

输入光场在经过第一PB相位板1和凸透镜3时，其光强分布会沿着螺旋线展开，同时根据光场自旋角动量模式的不同，在凸透镜后焦面不同区域上变为长条形分布。

在输入光场由(x,y)平面传输到(u,v)平面过程中，光学变换会给光场引入畸变的相位，因此需要在凸透镜3后焦面放置第二PB相位板2来补偿这部分相位，所述的第二相位板2对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)，其中，P_L(x,y)、P_R(x,y)满足：

在经过第二PB相位板2后，波前相位为exp(iθ)的左旋圆偏振和右旋圆偏振光场变换为两束带有横向线性相位

的平面波。

将经过螺旋坐标变换的左旋圆偏振和右旋圆偏振光场入射到由焦距为f的输出凸透镜4组成的傅里叶变换模块，光场将会聚在输出凸透镜4后焦平面即(m,n)平面上。在此次实例说明中，SAM模式为σ＝-1，OAM模式为l＝1的光场会聚在：

SAM模式为σ＝1，轨道角动量模式为l＝1的光场会聚在：

最后本实施例利用由CCD相机组成的光强探测模块5，测量在(m,n)平面上的光强分布，即可测量或解调自旋和轨道角动量模式。为了更形象地说明带有螺旋波前的输入光场在本实施例提出的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量系统中的传输情况，图3展示了输入光场在测量系统中的光强分布变化情况。

在一个具体的实施例中，所述的第一PB相位板1由一个独立的基片实现，所述的第二PB相位板2由另一个独立的基片实现，所述的第一PB相位板的中心、第二PB相位板的中心对准，且互相平行。所述的基片包括但不限于石英片等能支撑PB相位板结构的材料，本实施例将相位板制作在石英片上。

如图4、图5所示，分别为第一PB相位板1、第二PB相位板2的结构示意图，本实施例所述的第一PB相位板1、第二PB相位板2可以是液晶，也可以是衍射光栅，还可以是超表面。

如图6所示，为带有0阶和1阶OAM模式的混合线偏振光经过实施例2所述的测试系统后被CCD相机接收的光强分布。左上为σ＝-1，l＝0的解调光斑，左下为σ＝-1，l＝1的解调光斑，右上为σ＝1，l＝1的解调光斑，右下为σ＝1，l＝0的解调光斑。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，其特征在于：所述的该方法包括以下步骤：

S1：将待测的带有自旋-轨道角动量的光场垂直输入到至(x,y)平面，且光场中心与该平面中心对准；假设光子自旋角动量

其中σ＝±1，其与光场的偏振态密切相关，σ＝1为左旋圆偏振态，σ＝-1为右旋圆偏振态；光子轨道角动量

其中l＝0,±1,±2,±3...与光场的螺旋波前相联系；设输入光场的波前相位可表示为exp(ilθ)；其中l为拓扑荷数即轨道角动量模式；θ为方位角；i为虚数单位；

S2：对带有螺旋波前的左旋圆偏振态入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入相位调制Q_R(x,y)；带有不同自旋角动量的光场沿着螺旋线展开并被分离到(u,v)平面上不同位置；

S3：对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)，使得输入光场的波前相位exp(ilθ)变换为横向线性相位

其中，β为尺度缩放因子；

S4：将经过(u,v)平面的光场汇聚在(m,n)平面不同位置，该过程满足光学傅里叶变换，自旋和轨道角动量模式对应的空间位置(m,n)可表示为：

式中，Δm表示入射的不同自旋角动量光场在(m,n)平面沿着m轴相反方向的偏移量，λ为输入光场的波长，f为输出凸透镜的焦距；

S5：检测(m,n)平面的光强分布，从而测量输入光场的自旋-轨道角动量联合模式，或解调输入光场的自旋-轨道角动量联合模式。

2.根据权利要求1所述的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，其特征在于：在步骤S2之后，步骤S3之前，还需要对不同自旋角动量模式引入相同相位Q_np(x,y)，其中Q_np(x,y)满足：

其中，d表示凸透镜的焦距。

3.根据权利要求2所述的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，其特征在于：在步骤S2中，所述的Q_L(x,y),Q_R(x,y)满足：

式中，k表示入射光场在相位调制之后、补偿相位之前的传播波数；d表示凸透镜的焦距；a、r₀均为对数螺旋变换的相关参数，即r₀表示映射到(u,v)平面的原点对应(x,y)平面的位置信息，a表示对数螺旋线的变化快慢程度，当a＝0时，表示对数螺旋变换退化为对极坐标变换；Δu为入射的不同自旋角动量光场在(u,v)测量平面沿着u轴相反方向的偏移量；r,θ为螺旋极坐标(r,θ)的自变量，可表示为：

其中

表示取整数部分，θ的取值范围是(-∞,+∞)。

4.根据权利要求3所述的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法，其特征在于：在步骤S3中，所述的P_L(x,y),P_R(x,y)满足：

式中，f表示输出凸透镜的焦距；Δm为入射的不同自旋角动量光场在最终(m,n)测量平面沿着m轴相反方向的偏移量。

5.一种基于权利要求1～4任一项所述的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量方法的测量系统，其特征在于：包括基于螺旋坐标变换的PB相位调制模块、傅里叶变换模块、光强探测模块；

所述的PB相位调制模块包括调制光场相位的第一PB相位板、第二PB相位板；

其中，第一PB相位板位于(x,y)平面，所述的第一PB相位板将对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入相位调制Q_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入相位调制Q_R(x,y)；

第二PB相位板位于(u,v)平面；所述的第二PB相位板将对带有螺旋波前的左旋圆偏振入射光引入补偿相位P_L(x,y)，对带有螺旋波前的右旋圆偏振入射光引入补偿相位P_R(x,y)；

所述的光强探测模块用于获取光强分布信息，其位于傅里叶变换模块的输出平面即(m,n)平面；

所述的傅里叶变换模块包括输出凸透镜，所述的输出凸透镜的前焦面和后焦面处的光场满足傅里叶变换的关系，其中，(u,v)平面位于凸透镜前焦面，(m,n)平面位于凸透镜后焦面。

6.根据权利要求5所述的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量系统，其特征在于：所述的PB相位调制模块还包括相位为Q_np(x,y)的凸透镜；所述的第一PB相位板位于(x,y)平面，对应凸透镜的前焦面，所述的第二PB相位板位于(u,v)平面，对应凸透镜的后焦面。

7.根据权利要求6所述的光子自旋-轨道角动量联合模式的测量系统，其特征在于：所述的第一PB相位板由一个基片实现，所述的第二PB相位板由另一个基片实现，所述的第一PB相位板的中心、第二PB相位板的中心对准，且互相平行。

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