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龙图腾网获悉山东大学申请的专利一种基于太赫兹涡旋波束干涉和拓扑荷调控的水下声场探测方法与系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117723145B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310064536.9，技术领域涉及：G01H17/00；该发明授权一种基于太赫兹涡旋波束干涉和拓扑荷调控的水下声场探测方法与系统是由杨忠明;张靖宇;何伟林;刘兆军设计研发完成，并于2023-02-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于太赫兹涡旋波束干涉和拓扑荷调控的水下声场探测方法与系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于太赫兹涡旋波束干涉和拓扑荷调控的水下声场探测方法与系统，属于精密测量技术领域。包括太赫兹辐射源发出太赫兹波束，经过凸透镜准直后入射至太赫兹涡旋波束发生器，入射波束被调制为特定拓扑荷的涡旋波束；分束镜将涡旋波束分为参考波和测试波；测试波经过反射镜后被水面反射回来，并携带有水表面的位移信息；携带水表面位移信息的测试波与参考波在分束镜处发生干涉；干涉信号由太赫兹探头捕获，并根据干涉信号获得水表面位移的幅值、频率信息，从而获得水下声场信息。本发明基于超表面的涡旋波束生成和拓扑荷调制器件的设计技术，进一步提高太赫兹水面位移探测系统的集成度与探测精度，从而获得水下声场信息。

本发明授权一种基于太赫兹涡旋波束干涉和拓扑荷调控的水下声场探测方法与系统在权利要求书中公布了：1.一种基于太赫兹涡旋波束干涉和拓扑荷调控的水下声场探测方法，其特征在于，包括如下步骤： 1太赫兹辐射源发出太赫兹波束，经过凸透镜准直后入射至太赫兹涡旋波束发生器，入射波束被调制为特定拓扑荷的涡旋波束； 2分束镜将涡旋波束分为参考波和测试波； 3测试波经过反射镜后被水面反射回来，并携带有水表面的位移信息； 4携带水表面位移信息的测试波在分束镜处与参考波发生干涉； 5干涉信号由太赫兹探头捕获，并根据干涉信号获得水表面位移的幅值、频率信息； 步骤1中，太赫兹涡旋波束发生器采用传输相位型超表面与双层莫尔结构设计，即两个共轭的传输相位型超表面相向放置，实现联合传输函数和联合相位，联合传输函数和联合相位等于两元件传输函数和相位的叠加；其中，每一传输相位型超表面包括一基底以及基底上的超表面辐射单元，所述超表面辐射单元呈圆柱状，通过利用不同的圆柱直径改变电磁波在传输过程中的光程来实现相位调控； 通过旋转其中一片传输相位型超表面即可获得拓扑荷的调制效果； 两个共轭相位元件的联合传输函数和联合相位，等于两元件传输函数和相位的叠加： 1 其中，为联合传输函数，为联合相位，i是虚数单位； 由此，可以得到两层超表面的相位分布设计： 2 其中为一个用于控制两个表面旋转角度与拓扑荷之间调整关系的设计参数，φ为极坐标中从0到的角；当一个超表面旋转角度θ时，其相位变成： 3 整个双层超表面的相位写为： 4 其中，转动角度θ为已知值，因此第二项与φ无关，对于涡旋相位的产生没有影响，可以忽略，又因涡旋波束的相位、拓扑荷和角度的关系为： 5 得出涡旋波束产生的拓扑荷l为： 6 使用该涡旋波束发生器，可以通过旋转其中一块超表面产生角度θ来得到不同拓扑荷的涡旋波束。

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