技术摘要：
本发明公开了一种可视化M‑线法检测拓扑荷数的装置，包括依次设置的波导、CCD和电脑，待测涡旋光束依次经过波导后形成反射光光斑的M‑线被CCD接收到，电脑与CCD连接，用以在线检测M‑线的数量以测试待测涡旋光束的拓扑荷数。一种可视化M‑线法检测拓扑荷数的方法，包括  全部
背景技术：
涡旋光束的种类非常多，常见的有厄米-高斯光束、拉盖尔-高斯光束、高阶贝塞尔 涡旋光束。涡旋光束是一种具有螺旋相位波前，带有轨道角动量并且携带不同拓扑电荷数 的独特光束。因其独特的光学性质，一直是光学领域的研究热点。在光操控、光学信息传输、 非线性光学、激光光学、生物医学等众多领域的都有一定的应用。 传统的光学编码都是通过将各种待传输的信号转换为光束的光强、偏振状态或者 频率等光信号进行传输。将信息编码在光束的光强、偏振状态或者频率这些特性中用来实 现光的信息传输。 而涡旋光束的拓扑荷数在传播一定的距离时不会发生改变，并且理论上对这个整 数值的大小没有限制。因此相比传统的利用振幅、频率等编码，涡旋光束具有信息存储量 大、稳定性高和保密性好的特点，而被用于信息编码，进行高密度信息存储和传输。而为了 能够更好地实现光信息传输，我们需要检测涡旋光束，也就是检测涡旋光束的拓扑荷数。 常见的光测量拓扑荷数的方法有以下几种，马赫曾德尔干涉法，杨氏双缝干涉法， 计算全息图法和涡旋光束与平面波干涉法。其中马赫曾德尔干涉法较为复杂且测量奇数拓 扑荷数不一定准确；计算全息图法步骤繁琐；平面波干涉法和杨氏双缝干涉法虽然可以测 量拓扑荷数大小和符号，但是测量较慢且不适合于拓扑荷数较大的情况。 因此，现阶段需要设计一种操作简单、能够快速检测拓扑荷数的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中检测拓扑荷数的方法复杂、效率低、准确性差 的不足，提供一种可视化M-线法检测拓扑荷数的装置和方法，技术方案如下： 一种可视化M-线法检测拓扑荷数的装置，包括依次设置的波导、CCD和电脑，待测 涡旋光束依次经过波导后形成反射光光斑的M-线被CCD接收到，电脑与CCD连接，用以在线 检测M-线的数量以测试待测涡旋光束的拓扑荷数。 一种可视化M-线法检测拓扑荷数的方法，包括以下步骤： 待测涡旋光束照射至波导表面； 涡旋光束被激发并耦合进波导表面内，涡旋光束从波导的另一侧反射出； 从波导中反射出的涡旋光束形成反射光斑的M-线进入CCD； 根据M-线的数量得出拓扑荷数的数量。 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果： 本发明通过激发波导中的导模，利用反射光斑中形成的M-线进行拓扑荷数的检 测。本发明的检测方法利用成熟的波导加工工艺，操作简单，检测结果准确度高，可以对多 3 CN 111579100 A 说　明　书 2/3 页 种不同的涡旋光束进行测量，通用性强，通过观察M-线就可以定量测量拓扑荷数，检测效果 更为直观。 附图说明 图1为本发明的可视化M-线法检测拓扑荷数的实验原理图； 图2为实施例1的检测结果图， a-拓扑荷数为1的涡旋光的反射光斑的强度， b-拓扑荷数为1的涡旋光的反射光斑的位相， c-拓扑荷数为2的涡旋光的反射光斑的强度， d-拓扑荷数为2的涡旋光的反射光斑的位相； 图3为本发明中的波导的示意图； 图中：1-激光，2-相位板，3-波导，31-棱镜，32-薄膜，4-CCD，5-电脑。