本技术公开了一种基于三光束非线性全息的高保真结构化光场生成方法,涉及全息摄影技术领域。所述方法包括如下步骤:通过沿x轴与y轴方向入射,相对于z轴倾斜的两束结构光入射,形成点状干涉结构;对所述点状干涉结构进一步处理,形成点阵二值振幅全息图;利用所述点阵二值振幅全息图,将其与非线性光子晶体相结合,形成非线性全息图;利用步骤三所得非线性光子晶体,通过基频光垂直入射全息结构,在x与y轴傅里叶面上分别复现两束高保真倍频结构光。本发明所述方法得到的非线性全息图具有良好的抗噪声能力,对于非线性晶体加工过程中的畴结构边缘扩散不敏感,其实际得到的非线性结构光场相较理想结果具有很高的保真度。
背景技术
全息摄影本质上是记录下光波波前的振幅和相位信息,再实现波前重建的过程。通过一束参考光与目标光相互作用形成干涉条纹并记录下来,就可以得到全息图,再使用重建波照射全息图,就可以重新得到目标光。
随着计算机技术的发展,数字全息技术得到越来越多的应用,其中计算全息可以借助仿真软件,不使用实际的参考光和目标光来计算所需的全息图。计算全息技术在非线性光学领域也发挥着重要的作用,基于全息图可以通过广泛使用的电场极化方法对均匀取向的铁电材料的畴结构进行调制,就可以得到所需的非线性光子晶体。当基频光入射到该非线性光子晶体上,就可以观察到倍频衍射场中的目标非线性结构光。值得注意的是,以这种方式生成的全息图通常表现为条纹状结构,因此容易受到制造误差的影响。
非线性光子晶体畴反转的过程中,在外加电场下沿图案化电极纵向生长的铁电畴通常会经历无法控制的横向扩散。在飞秒激光直写法中,虽然可以提高加工精度,但在调制连续的条纹畴结构时,机械振动引起的误差是不可避免的。因此,对于传统的基于条纹结构的非线性光子晶体,这些制造误差大大降低了畴结构调控的精度,从而限制了非线性光子晶体所操纵的倍频结构光场的保真度。
实现思路