基于涡旋光束的转动探测与成像技术研究进展

作     者：丁友 徐莉园 刘通 刘政良 任元 

作者机构：航天工程大学宇航科学与技术系 航天工程大学基础部 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：涡旋光束 转动探测 复振幅成像 旋转多普勒效应 轨道角动量 

摘      要：涡旋光束是一种携带轨道角动量的结构光束，具有环状的强度分布和涡旋状的空间波前结构。独特的复振幅和轨道角动量使得涡旋光束在生物医学、大容量光通信、量子技术、光测量与成像等领域展现出巨大的应用潜力。在转动探测方面，涡旋光束在探测转动物体时会产生多普勒频移，检测该频移可以高效便捷地探测物体的旋转、进动等运动特征，对于识别目标的几何结构、运动特征和姿态信息等具有重要意义。在目标成像方面，涡旋光束携带的轨道角动量可用于数字螺旋成像，且不同模式的涡旋光是希尔伯特空间中一组正交完备的基矢，与单像素成像技术结合发展成为涡旋光束单像素复振幅成像技术，在天文观测、医学诊断等领域有重要研究价值。本文回顾了涡旋光转动探测与成像技术的研究进展，介绍了该技术的工作原理和最新研究成果，并对技术未来发展进行了讨论。