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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种基于相反高轨道角动量光束位移差测量温度的传感装置，包括按光路设置的激光器、准直扩束系统、空间光调制器、双波长测量系统、传感单元和测量单元。空间光调制器依次加载携带相反拓扑荷数的涡旋光相位图，输出相反高轨道角动量光束，经传感单元所在的双棱镜结构透射，依次测量它们的透射光束之间垂直于入射平面方向上的相对横向位移差，该位移差对样品区温度敏感，且该位移差会随着探测光的正反拓扑荷数的增加而增强，实现样品区域高灵敏的温度传感。该方法与装置设计简单，控制精度高，测量角度范围广，对样品区周围温度的响应效果增强，测量灵敏度高，并且可应用于其他测量和传感技术。

主权项：1.一种利用相反高轨道角动量光束位移差测量温度的传感装置，包括第一激光器1、第一半波片2、线偏振片3、扩束镜4、分束镜5、第二激光器6、圆形光阑7、空间光调制器8、第二半波片9、凸透镜10、传感单元11、光束质量分析仪12，第一激光器1出射的激光束经第一半波片2、线偏振片3、扩束镜4、分束镜5后入射至空间光调制器8，空间光调制器8反射的带有高轨道角动量的涡旋光束再通过分束镜5反射；第二激光器6出射的激光束通过圆形光阑7后经过分束镜5，与通过分束镜5反射的带有高轨道角动量的涡旋光束合并后依次通过第二半波片9、凸透镜10、传感单元11入射至光束质量分析仪12；所述传感单元11，包括样品区、双棱镜结构、温度控制单元、电控旋转平台；其特征在于，所述空间光调制器8依次加载相反高轨道角动量光束的相位图，输出相反高轨道角动量涡旋光束，经传感单元所在的双棱镜结构透射，依次测量透射光束之间的相对位移差，实现样品区域的温度传感；所述位移差随着正反拓扑荷数的增加而增强；轨道角动量引起的垂直于入射平面的横向方向上光束位移估算根据表达式1计算： 其中,λ表示入射光波长，t表示双棱镜结构的透射系数，θ表示入射角，l为整数，称为拓扑荷数，表示角向坐标绕传播轴一周后光束的总相位变化量2πl，拓扑荷数l代表每个光子携带的轨道角动量，表示约化的普朗克常数；所述的相反高轨道角动量光束位移差为ΔY＝Y+l-Y-l，该位移差与温度有关，位移差关于温度的偏导数则为温度传感器的灵敏度S:

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