CN111929912B - 圆燕尾光束产生方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种圆燕尾光束产生方法和系统，其中，该圆燕尾光束产生方法包括：获取高斯光束；获取预先构建好的相位全息图；相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到；根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。通过本申请，解决了相关技术中无法获得圆燕尾光束的问题。

Description

圆燕尾光束产生方法和系统

技术领域

本申请涉及光学技术及光场调控领域，特别是涉及一种圆燕尾光束产生方法和系统。

背景技术

在光学领域中，根据光学突变理论，具有不同阶次的突变会在控制参数空间中生成一个特定的稳定衍射结构，称为衍射突变。按照控制参数空间的维数(顺序递增)可以分为折叠、尖点、燕尾、蝴蝶、椭圆形脐带、双曲线脐带和抛物线脐带7种突变，这7种突变分别对应于七个衍射突变光场结构。

每个衍射突变光束都有其独特的光学特性，例如代表折叠突变的艾里光束具有无衍射、自加速以及自恢复的特性；代表尖点突变的皮尔斯光束具有自聚焦特性以及传播形式不变性。燕尾光束由于具有三个维度所以表现出更加复杂光学特性，如自加速特性、传播向低阶突变演化等特性。正是由于具有自加速、自聚焦等独特的光学特性，衍射突变光束可以广泛应用于微粒操控、光学微加工以及生物医学等领域。因此，如何获得这些衍射突变光束是光学技术领域的一个亟待解决的问题。

在某些应用场景中，人们更加关注光束的自聚焦特性——光束在焦点前保持低强度传播，而在焦点处强度突然增加几个数量级。相关领域的研究人员发现，可以通过径向对称艾里光束得到自动聚焦光束。随后，在圆柱坐标系中发现了自动聚焦的圆皮尔斯光束。这种自动聚焦光束在焦平面上的强度会成倍增加，而无需外部组件，其优异的性能使得其适用于生物医学治疗、激光烧蚀和产生高强度激光等。

在相关技术中，研究人员已经开发出各种自动聚焦光束，但是，这些光束仅涉及低阶突变光束，如艾里光束和皮尔斯光束。由燕尾光束调控得到的圆燕尾光束不但拥有自聚焦特性而且展现出高阶燕尾突变的复杂性，其光场的自聚焦特性、多样性和可调谐性在非线性效应，医学治疗，光阱和高强度激光的产生中具有广泛应用。然而无法获得圆燕尾光束。

目前针对相关技术中，无法获得圆燕尾光束的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种圆燕尾光束产生方法和系统，以至少解决相关技术中无法获得圆燕尾光束的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种圆燕尾光束产生方法，包括：

获取高斯光束；

获取预先构建好的相位全息图；所述相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到；

根据所述高斯光束和所述相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

在其中一些实施例中，在所述根据所述高斯光束和所述相位全息图，得到实验圆燕尾光束之前，所述方法还包括：对所述高斯光束进行准直扩束处理。

在其中一些实施例中，在所述对所述高斯光束进行准直扩束处理之后，所述方法还包括：

将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对所述高斯光束进行分光处理。

在其中一些实施例中，所述方法还包括：

获取燕尾光束的第一光场分布和所述平行光束的第二光场分布；

对所述第一光场分布进行径向对称处理，得到模拟圆燕尾光束的第三光场分布；

根据所述第二光场分布和所述第三光场分布，计算得到所述模拟圆燕尾光束与所述平行光束的干涉场分布；

对所述干涉场分布进行编码处理，得到所述相位全息图。

第二方面，本申请实施例提供了一种圆燕尾光束产生系统，包括：激光器、处理器和空间光调制器，其中：

所述激光器，用于产生高斯光束；

所述处理器与所述空间光调制器连接，用于将预先构建好的相位全息图传输至所述空间光调制器中；

所述空间光调制器设置在所述高斯光束的传输路径上，用于根据所述高斯光束和所述相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

在其中一些实施例中，所述处理器还用于获取平行光束的第二光场分布和模拟圆燕尾光束的第三光场分布，并根据所述第二光场分布和所述第三光场分布，构建所述相位全息图。

在其中一些实施例中，所述圆燕尾光束产生系统还包括准直扩束镜，所述准直扩束镜设置在所述激光器与所述空间光调制器之间，用于接收所述高斯光束，并对所述高斯光束进行准直扩束处理。

在其中一些实施例中，所述圆燕尾光束产生系统还包括分光棱镜，所述分光棱镜设置在所述准直扩束镜与所述空间光调制器之间，用于接收准直扩束处理后的高斯光束，并将对准直扩束处理后的高斯光束进行分光处理。

在其中一些实施例中，所述激光器、所述准直扩束镜和所述分光棱镜设置在同一轴线上。

在其中一些实施例中，所述准直扩束镜的焦距为300mm，所述准直扩束镜的通光口径50mm。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的圆燕尾光束产生方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的圆燕尾光束产生方法。

相比于相关技术，本申请实施例提供的圆燕尾光束产生方法和系统，通过获取高斯光束；获取预先构建好的相位全息图；相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到；根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束，解决了相关技术中无法获得圆燕尾光束的问题。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的圆燕尾光束产生方法的流程图；

图2为本申请实施例中构建相位全息图的流程图；

图3为本申请优选实施例的圆燕尾光束产生方法的流程图；

图4a为本申请具体实施例一中相位全息图的示意图；

图4b为本申请具体实施例一中实验圆燕尾光束传播到某一Z平面的光场分布图；

图4c为本申请具体实施例一中实验圆燕尾光束聚焦性能的示意图；

图5a为本申请具体实施例二中相位全息图的示意图；

图5b为本申请具体实施例二中实验圆燕尾光束传播到某一Z平面的光场分布图；

图5c为本申请具体实施例二中实验圆燕尾光束聚焦性能的示意图；

图6为本申请实施例的圆燕尾光束产生方法的终端的硬件结构框图；

图7为本申请实施例的圆燕尾光束产生系统的结构示意图；

图8为本申请实施例的圆燕尾光束产生装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对象的特定排序。

本申请所描述的各种技术，可以但不仅限于应用于微粒操控、光学精密加工和生物医学等领域。

图1为本申请实施例的圆燕尾光束产生方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S110，获取高斯光束。

步骤S120，获取预先构建好的相位全息图；相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到。

步骤S130，根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

圆燕尾光束表示一种圆燕尾状的衍射突变光束。模拟圆燕尾光束表示通过数学模拟得到的圆燕尾光束，而实验圆燕尾光束表示实验上的圆燕尾光束。

具体地，通过将高斯光束投射到预先构建好的相位全息图上，从而得到实验圆燕尾光束。

通过上述步骤S110至步骤S130，获取高斯光束；获取预先构建好的相位全息图；相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到；根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。本申请通过将高斯光束投射到预先构建好的相位全息图上，即可得到实验圆燕尾光束，解决了相关技术中无法获得圆燕尾光束的问题。这种方法对实验环境和实验设备的要求较低，可以避免繁琐复杂的调试工序，操作过程简单，成本低，具有广泛的应用前景。

在其中一些实施例中，在根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束之前，对高斯光束进行准直扩束处理。

本实施例通过对高斯光束进行准直扩束处理，根据准直扩束处理后的高斯光束和相位全息图，可以得到聚焦性能更好的实验圆燕尾光束。

在其中一些实施例中，将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对高斯光束进行分光处理。

本实施例通过将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对高斯光束进行分光处理，从而便于后续根据高斯光束和相位全息图得到实验圆燕尾光束。

在其中一些实施例中，图2为本申请实施例中构建相位全息图的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S210，获取燕尾光束的第一光场分布和平行光束的第二光场分布。

步骤S220，对第一光场分布进行径向对称处理，得到模拟圆燕尾光束的第三光场分布。

模拟圆燕尾光束Csw(r,θ)的表达式如下：

其中，sw是燕尾光束的光场表达式；(r,θ)是极坐标；r₀表示初始模拟圆燕尾光束的中空半径；r_s表示光场的横向尺度因子；ζ₀、η₀表示燕尾光束的两个保持不变的参数；R表示模拟圆燕尾光束的光场范围。

步骤S230，根据第二光场分布和第三光场分布，计算得到模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布。

具体地，获取一维燕尾光束的第一光场分布，并对第一光场分布设置合适参数，并对设置参数后的第一光场分布进行径向对称处理，得到模拟圆燕尾光束第三光场分布，其中：

一维燕尾光束的光场表达式可由积分表示为：

其中，ζ₀、η₀为常数。

通过径向对称一维燕尾光束，可以得到模拟圆燕尾光束Csw(r,θ)的光场表达式：

其中，sw是燕尾光束的光场表达式；(r,θ)是极坐标；r₀表示初始圆燕尾光束的中空半径；r_s表示光场的横向尺度因子；ζ₀、η₀表示燕尾光束的两个保持不变的参数；R表示模拟圆燕尾光束的光场范围。

在傍轴条件下，圆燕尾光束的传播特性以及自聚焦特性可由柱坐标下的(2+1)维的无势薛定谔方程得出：

其中u(r,θ,z)是光场复振幅，r是缩放的径向距离，θ是方位角，z是以瑞利长度归一化的传播距离。

将模拟圆燕尾光束作为物光，以及将平行光束作为参考光，从而计算得到模拟圆燕尾光束与平行光束的的干涉场分布。

步骤S240，对干涉场分布进行编码处理，得到相位全息图。

相位全息图的透过率函数t为：

其中，Gr为平行光束，Csw为模拟圆燕尾光束。

通过上述步骤S210至步骤S240，获取燕尾光束的第一光场分布和平行光束的第二光场分布；对第一光场分布进行径向对称处理，得到模拟圆燕尾光束的第三光场分布；根据第二光场分布和第三光场分布，计算得到模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布；对干涉场分布进行编码处理，得到相位全息图。本实施例通过构建相位全息图，为后续获取实验圆燕尾光束作准备。另外，还可以根据实际需求构建相位全息图，从而将高斯光束投射到构建好的相位全息图上，得到符合要求的实验圆燕尾光束。

在其中一些实施例中，可以通过调控模拟圆燕尾光束的中空半径r₀，以及模拟圆燕尾光束的光场范围R，可以得到不同焦距以及不同聚焦性能的实验圆燕尾光束。

通过上述实施例，调控模拟圆燕尾光束的中空半径r₀，以及模拟圆燕尾光束的光场范围，从而可以得到不同聚焦性能的实验圆燕尾光束，从而可以实现更加灵活的粒子捕获以及精密的光学加工，为粒子操纵与光学精密加工扩展了应用空间。

下面通过优选实施例对本申请实施例进行描述和说明。

图3为本申请优选实施例的圆燕尾光束产生方法的流程图，如图3所示，该圆燕尾光束产生方法包括如下步骤：

步骤S310，获取高斯光束。

步骤S320，对高斯光束进行准直扩束处理，得到准直扩束处理后的高斯光束。

步骤S330，将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对高斯光束进行分光处理。

步骤S340，获取预先构建好的相位全息图；相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到。

步骤S350，根据分光处理后的高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

下面通过具体实施例一和具体实施例二对本申请提供的圆燕尾光束产生方法作进一步说明。

具体实施例一中，获取高斯光束，并对高斯光束进行准直扩束处理，得到准直扩束处理后的高斯光束。将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对高斯光束进行分光处理。

图4a为本申请具体实施例一中相位全息图的示意图，如图4a所示，设置初始模拟圆燕尾光束的中空半径r₀＝2，模拟圆燕尾光束的光场范围R＝5，光场的横向尺度因子r_s＝0.1，燕尾光束的参数ζ₀＝0，燕尾光束的参数η₀＝0，并根据设置好的参数构建相位全息图。从而根据分光处理后的高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

图4b为本申请具体实施例一中实验圆燕尾光束传播到某一Z平面的光场分布图，如图4b所示，实验圆燕尾光束传播到某一Z平面的光场分布呈同心圆分布。

图4c为本申请具体实施例一中实验圆燕尾光束聚焦性能的示意图，如图4c所示，该实验圆燕尾光束具有较低的聚焦性能和较短的焦距。其中，K表示传播到Z处时光场强度最大值与初始光场强度最大值的比值，用于表征实验圆燕尾光束聚焦性能的高低。

在具体实施例二中，获取高斯光束，并对高斯光束进行准直扩束处理，得到准直扩束处理后的高斯光束。将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对高斯光束进行分光处理。

图5a为本申请具体实施例二中相位全息图的示意图，如图5a所示，设置初始模拟圆燕尾光束的中空半径r₀＝4，模拟圆燕尾光束的光场范围R＝9，光场的横向尺度因子r_s＝0.1，燕尾光束的参数ζ₀＝0，燕尾光束的参数η₀＝0，并根据设置好的参数构建相位全息图。从而根据分光处理后的高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

图5b为本申请具体实施例二中实验圆燕尾光束传播到某一Z平面的光场分布图，如图5b所示，实验圆燕尾光束传播到某一Z平面的光场分布呈同心圆分布。

图5c为本申请具体实施例二中实验圆燕尾光束聚焦性能的示意图，如图5c所示，该实验圆燕尾光束具有较高的聚焦性能和较长的焦距。其中，K表示传播到Z处时光场强度最大值与初始光场强度最大值的比值，用于表征实验圆燕尾光束聚焦性能的高低。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请提供的方法实施例可以在终端、计算机或者类似的运算装置中执行。以运行在终端上为例，图6为本申请实施例的圆燕尾光束产生方法的终端的硬件结构框图，如图6所示，终端60可以包括一个或多个(图6中仅示出一个)处理器602(处理器602可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器606，可选地，上述终端还可以包括用于通信功能的传输设备606以及输入输出设备608。本领域普通技术人员可以理解，图6所示的结构仅为示意，其并不对上述终端的结构造成限定。例如，终端60还可包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。

存储器606可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的圆燕尾光束产生方法对应的计算机程序，处理器602通过运行存储在存储器606内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器606可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器606可进一步包括相对于处理器602远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端60。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备606用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括终端60的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备606包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备606可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

图7为本申请实施例的圆燕尾光束产生系统的结构示意图，如图7所示，该圆燕尾光束产生系统100包括：激光器71、处理器72和空间光调制器73，

其中：

激光器71，用于产生高斯光束。

激光器71可以是He-Ne激光器或者Ar离子激光器，本实施例不限制激光器71的规格和类型。

优选地，采用可见光波长为632.8nm的He-Ne激光器。

处理器72与空间光调制器73连接，用于将预先构建好的相位全息图传输至空间光调制器73中。

空间光调制器73设置在高斯光束的传输路径上，用于根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

优选地，空间光调制器73的像素大小为8μm，空间光调制器73分辨率为1920*1080，空间光调制器73的工作波段400～700nm。

上述圆燕尾光束产生系统，激光器71、处理器72和空间光调制器73，其中：激光器71，用于产生高斯光束；处理器72与空间光调制器73连接，用于将预先构建好的相位全息图传输至空间光调制器73中；空间光调制器73设置在高斯光束的传输路径上，用于根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。通过将预先构建好的相位全息图传输至空间光调制器73中，从而根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束，解决了相关技术中无法获得圆燕尾光束的问题。

在其中一些实施例中，处理器72还用于获取平行光束的第二光场分布和模拟圆燕尾光束的第三光场分布，并根据第二光场分布和第三光场分布，构建相位全息图。

处理器72可以是一台计算机。可以根据不同取值的参数构建相位全息图，得到高维突变的圆燕尾光束，从而可以利用圆燕尾光束的自聚焦特性，为粒子操纵与光学精密加工扩展了应用空间。例如，可以通过调试圆燕尾光束的中空半径以及模拟圆燕尾光束的光场范围的取值，来获得适用于多种应用场景的圆燕尾光束。

在其中一些实施例中，圆燕尾光束产生系统100还包括准直扩束镜74，准直扩束镜74设置在激光器71与空间光调制器73之间，用于接收高斯光束，并对高斯光束进行准直扩束处理。

准直扩束镜74用于对高斯光束进行准直处理和扩束处理。该准直扩束镜74的焦距和通光口径需要根据实际应用场景进行调试。

在其中一些实施例中，圆燕尾光束产生系统100还包括分光棱镜75，分光棱镜75设置在准直扩束镜74与空间光调制器73之间，用于接收准直扩束处理后的高斯光束，并将对准直扩束处理后的高斯光束进行分光处理。

优选地，分光棱镜75的尺寸为25*25mm。

在其中一些实施例中，激光器71、准直扩束镜74和分光棱镜75设置在同一轴线上。

在其中一些实施例中，准直扩束镜74的焦距为300mm，准直扩束镜74的通光口径50mm。

在其中一些实施例中，圆燕尾光束产生系统100还包括图像传感接收器76和显示器77，用于接收实验圆燕尾光束，并将实验圆燕尾光束传输至显示器77；显示器77用于接收并显示实验圆燕尾光束。

图像传感接收器76可以是CCD图像传感器，也可以是其他图像传感接收器，本实施例不作限制。

可以设置CCD图像传感器的分辨率为1600×1200pixels，CCD图像传感器的光学尺寸为1/1.8"。

本实施例还提供了一种圆燕尾光束产生装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图8为本申请实施例的圆燕尾光束产生装置的结构框图，如图8所示，该圆燕尾光束产生装置800包括：

第一获取模块810，用于获取高斯光束；

第二获取模块820，获取预先构建好的相位全息图；相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到；

光束产生模块830，用于根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

在其中一些实施例中，圆燕尾光束产生装置800还包括准直扩束模块840，用于对高斯光束进行准直扩束处理。

在其中一些实施例中，圆燕尾光束产生装置800还包括分光处理模块850，用于将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对高斯光束进行分光处理。

圆燕尾光束产生装置800还包括相位全息图构建模块860，相位全息图构建模块860包括数据获取单元、光场分布计算单元、干涉处理单元和编码处理单元，其中：

光束模拟单元，用于获取燕尾光束的第一光场分布和平行光束的第二光场分布。

光场分布计算单元，用于对第一光场分布进行径向对称处理，得到模拟圆燕尾光束的第三光场分布。

干涉处理单元，用于根据第二光场分布和第三光场分布，计算得到模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布。

编码处理单元，用于对干涉场分布进行编码处理，得到相位全息图。

需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，获取高斯光束；

S2，获取预先构建好的相位全息图；相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到；

S3，根据高斯光束和相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

另外，结合上述实施例中的圆燕尾光束产生方法，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种圆燕尾光束产生方法。

本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种圆燕尾光束产生方法，其特征在于，包括：

获取高斯光束；

获取预先构建好的相位全息图；所述相位全息图根据模拟圆燕尾光束与平行光束的干涉场分布得到，包括：

获取燕尾光束的第一光场分布和平行光束的第二光场分布；

对所述第一光场分布进行径向对称处理，得到模拟圆燕尾光束的第三光场分布；

根据所述第二光场分布和所述第三光场分布，计算得到所述模拟圆燕尾光束与所述平行光束的干涉场分布；

对所述干涉场分布进行编码处理，得到所述相位全息图；

根据所述高斯光束和所述相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述高斯光束和所述相位全息图，得到实验圆燕尾光束之前，所述方法还包括：对所述高斯光束进行准直扩束处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述高斯光束进行准直扩束处理之后，所述方法还包括：

将准直扩束处理后的高斯光束输入至分光棱镜中，以对所述高斯光束进行分光处理。

4.一种圆燕尾光束产生系统，其特征在于，包括：激光器、处理器和空间光调制器，其中：

所述激光器，用于产生高斯光束；

所述处理器与所述空间光调制器连接，用于将预先构建好的相位全息图传输至所述空间光调制器中，所述处理器用于：

获取燕尾光束的第一光场分布和平行光束的第二光场分布；

对所述第一光场分布进行径向对称处理，得到模拟圆燕尾光束的第三光场分布；

根据所述第二光场分布和所述第三光场分布，计算得到所述模拟圆燕尾光束与所述平行光束的干涉场分布；

对所述干涉场分布进行编码处理，得到所述相位全息图；

所述空间光调制器设置在所述高斯光束的传输路径上，用于根据所述高斯光束和所述相位全息图，得到实验圆燕尾光束。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述圆燕尾光束产生系统还包括准直扩束镜，所述准直扩束镜设置在所述激光器与所述空间光调制器之间，用于接收所述高斯光束，并对所述高斯光束进行准直扩束处理。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述圆燕尾光束产生系统还包括分光棱镜，所述分光棱镜设置在所述准直扩束镜与所述空间光调制器之间，用于接收准直扩束处理后的高斯光束，并将对准直扩束处理后的高斯光束进行分光处理。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述激光器、所述准直扩束镜和所述分光棱镜设置在同一轴线上。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述准直扩束镜的焦距为300mm，所述准直扩束镜的通光口径为50mm。

Images