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文檔簡介
1、角動量是經(jīng)典和量子力學(xué)中最基本的物理量之一,激光光束的角動量由自旋角動量和軌道角動量組成。光軌道角動量與光相位結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng),揭示了與自旋完全不同的光的另一種自由度,因此備受關(guān)注。
目前,基于光軌道角動量的應(yīng)用已在顯微成像、目標(biāo)探測、光通信、射頻通信等領(lǐng)域取得了令人矚目的進展,但同時也存在許多的問題需要解決,光軌道角動量的產(chǎn)生就是其中最根本的一個問題。手征光纖光柵在產(chǎn)生光軌道角動量方面具備獨特的靈活性和有效性,相關(guān)理論與實驗
2、工作很值得關(guān)注。此外,由于攜帶軌道角動量的光束能通過干涉產(chǎn)生獨特的干涉圖案,也引發(fā)了學(xué)者對于其傳感機制的思考,并初步展示了它在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。因此,本論文將以手征光纖光柵為基礎(chǔ),研究光軌道角動量的產(chǎn)生平臺,并對以該平臺為基礎(chǔ)的應(yīng)變傳感系統(tǒng)進行分析與設(shè)計。
首先,從耦合模理論出發(fā),推導(dǎo)得到手征光纖光柵模式耦合的軌道角動量轉(zhuǎn)換規(guī)則。在此基礎(chǔ)上,進行一階和二階光軌道角動量產(chǎn)生方案的設(shè)計,著重探討手征光纖光柵的設(shè)計方法和光柵參數(shù)誤
3、差對光譜特性的影響。在此之后,對產(chǎn)生與檢測光軌道角動量的實驗平臺進行總體的設(shè)計,并開展平臺的搭建工作。
其次,對基于光軌道角動量的應(yīng)變傳感機制進行理論分析,闡述這種應(yīng)變測量方式的可行性并設(shè)計出傳感系統(tǒng)的原理方案圖。繼而我們將以地震前兆預(yù)測的分辨率要求作為背景需求,結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù),對軌道角動量量子數(shù)為1時的傳感特性進行深入分析,確定其優(yōu)越的傳感性能。此外,還對軌道角動量量子數(shù)變化時傳感特性的變化情況進行比較分析,確定其量子
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