光軌道角動量的產生及其在應變傳感中的應用研究.pdf

1、角動量是經典和量子力學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構的旋轉相對應，揭示了與自旋完全不同的光的另一種自由度，因此備受關注。
　　目前，基于光軌道角動量的應用已在顯微成像、目標探測、光通信、射頻通信等領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，光軌道角動量的產生就是其中最根本的一個問題。手征光纖光柵在產生光軌道角動量方面具備獨特的靈活性和有效性，相關理論與實驗

2、工作很值得關注。此外，由于攜帶軌道角動量的光束能通過干涉產生獨特的干涉圖案，也引發(fā)了學者對于其傳感機制的思考，并初步展示了它在傳感領域的應用潛力。因此，本論文將以手征光纖光柵為基礎，研究光軌道角動量的產生平臺，并對以該平臺為基礎的應變傳感系統(tǒng)進行分析與設計。
　　首先，從耦合模理論出發(fā)，推導得到手征光纖光柵模式耦合的軌道角動量轉換規(guī)則。在此基礎上，進行一階和二階光軌道角動量產生方案的設計，著重探討手征光纖光柵的設計方法和光柵參數誤

3、差對光譜特性的影響。在此之后，對產生與檢測光軌道角動量的實驗平臺進行總體的設計，并開展平臺的搭建工作。
　　其次，對基于光軌道角動量的應變傳感機制進行理論分析，闡述這種應變測量方式的可行性并設計出傳感系統(tǒng)的原理方案圖。繼而我們將以地震前兆預測的分辨率要求作為背景需求，結合數字圖像處理技術，對軌道角動量量子數為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變化時傳感特性的變化情況進行比較分析，確定其量子