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基于旋转多普勒效应的自旋目标转速估计方法 被引量：1
1
作者 印必还 何姿 丁大志 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第17期196-208,共13页
旋转多普勒效应是携带轨道角动量的涡旋电磁波用于旋转目标探测时的一种重要现象.相比于传统平面波,旋转多普勒效应使得涡旋电磁波可以沿目标旋转轴方向探测到目标的自旋运动.然而,对于特定结构的自旋目标,利用整数阶轨道角动量波束进... 旋转多普勒效应是携带轨道角动量的涡旋电磁波用于旋转目标探测时的一种重要现象.相比于传统平面波,旋转多普勒效应使得涡旋电磁波可以沿目标旋转轴方向探测到目标的自旋运动.然而,对于特定结构的自旋目标,利用整数阶轨道角动量波束进行探测仍然存在盲区.为了拓展基于旋转多普勒效应的探测方案的适用范围,本文基于时频分析方法,研究了在分数阶轨道角动量波束正入射和斜入射时自旋目标的转速估计方法.首先基于理想散射点模型,推导了其在整数阶和分数阶轨道角动量波束正入射和斜入射时的回波模型,以及理论时频曲线.其次,以三维实际目标为例,基于矩量法和短时傅里叶变换方法,得到目标在分数阶轨道角动量波束入射时的回波及其时频图,并从时频图中提取时频脊及其波动周期,以此估计目标自旋速度.结果证明,分数阶轨道角动量波束无论在正入射还是斜入射情况下均可有效地估计自旋目标的旋转速度,并且能够克服整数阶轨道角动量波束的探测盲区,在探测目标自旋运动时具有更广泛的适用性. 展开更多
关键词 旋转多普勒效应 分数阶轨道角动量 斜入射 时频分析
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基于坐标转换的分数轨道角动量探测
2
作者 胡晓楠 方心远 《光学仪器》 2023年第6期52-59,共8页
具有轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)的涡旋光束因其无穷的空间状态,在经典光学和量子光学中备受关注。近年来,通过引入分数OAM的涡旋光束来增加OAM模式维度的复用能力。然而,如何高效探测分数OAM模式仍然是一个有待解决的问... 具有轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)的涡旋光束因其无穷的空间状态,在经典光学和量子光学中备受关注。近年来,通过引入分数OAM的涡旋光束来增加OAM模式维度的复用能力。然而,如何高效探测分数OAM模式仍然是一个有待解决的问题。通过逆向设计结合坐标转换的方式对分数OAM模式进行探测。首先,分数OAM模式通过扇形转换调制,得到螺旋相位梯度成倍增加的光场。其次,通过对数转换的转换相位叠加逆向设计的补偿相位调制光场。最后,实现对拓扑荷数间隔为0.1的21阶OAM模式的探测。结果发现,两束复用分数OAM光束经过系统后,光斑能被分开的最小间隔为0.6。同时,系统仍然能保持83%的高衍射效率。这为解决高效率、超高维度的光学处理领域提供了一种有效的方案。 展开更多
关键词 坐标转换 逆向设计 分数轨道角动量 高衍射效率
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