[實用新型]一種偏振分布可調的矢量光束的產生裝置

無效

• 申請號: 200820165972.6
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN201383042Y
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 李勁松
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B7/182;G02B5/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型與光束產生裝置有關，特別是一種偏振分布可調的矢量光束的產生裝置。主要用于激光微加工、光學微操縱、光信息存儲、光與物質相互作用等領域。

技術背景

在光束偏振態研究中，人們發現偏振態不只局限于我們常見的線偏振、圓偏振、橢圓偏振，還出現了徑向偏振、方位角偏振、旋轉矢量偏振光束等。2000年，美國羅徹斯特大學研究中心K.S.Youngworth和T.G.Brown等人在Opt.Express上發表文章，理論上計算了徑向偏振光和方位角偏振光在高數值孔徑物鏡聚焦下的性質，得到了引人矚目的結果(K.S.Youngworth?and?T.G.Brown，Opt.Express?7，77(2000))。其中徑向偏振光通過高數值孔徑的透鏡聚焦后可以獲得強的非傳播縱向場分量，從而形成尖銳的焦點，而方位角偏振光可以通過聚焦獲得中空光場。這些理論結果引起了光學界的廣泛重視，光學工作者也開始投入大量精力研究矢量光束，尤其是它的產生方法。2002年以色列科學家Z.Bomzon等人在Opt.Lett.上發表文章，利用特定結構的隨空間變化的亞波長介電柵，在10.6微米波長處獲得了徑向偏振光束和方位角偏振光束兩種特殊的矢量光束(Z.Bomzon?et?al，Optics?Letters，27，285(2002))。2002年英國劍橋大學M.Neil等人利用wollaston棱鏡和二元鐵電空間光調制器等設計了一個光學系統，不僅獲得了徑向偏振光束和方位角偏振光束而且得到了偏振態介于二者之間的一系列矢量光束(M.A.A.Neil?et?al，Optics?Letters，27，1929(2002))。2005年美國芝加哥大學的K.Toussaint等人利用特殊設計的主要由兩個衍射光學元件組成的光學系統，生成了和M.Neil的工作類似矢量光束(K.C.Toussaint?et?al，Optics?Letters，30，2846(2005))。2005年日本東北大學的Sato等人利用圓錐形的Brewster設計激光諧振腔生成徑向偏振光束。并接著在2006年，又利用C-切割Nd:YVO₄晶體的雙折射性質，設計了特殊的激光諧振腔生成徑向偏振光束(Y.Kozawa?and?S.Sato，Optics?Letters，30，3063(2005)：K.Yonezawa，Y.Kozawa，and?S.Sato，Optics?Letters，31，2151(2006))。2007年3月，奧地利因斯布魯克醫科大學的C.Maurer等人在New?Jour.Phys.發表文章，利用Wollaston棱鏡和反射式空間光調制器等組成光學系統生成了拉蓋爾-高斯光束這樣一類特殊的矢量光束(C.Maurer?et?al，New?J.Phys.9，78(2007))。在以上所述的研究中，生成的矢量光束偏振分布不可調，通常為某一種分布狀態，并且在需要生成不同偏振分布狀態的矢量光束時，必須對光路做出較大的調整，這就增加了生成不同偏振態的矢量光束的技術難度和試驗操作上的復雜性，不利于矢量光束獲得更廣泛的應用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于克服了上述在先技術的不足，提供一種步驟簡單、實現方便的偏振分布可調的矢量光束的產生裝置。

本實用新型所要解決的技術問題還在于提供一種結構設計合理、部件少、使用方便、功能易于擴充的偏振分布可調的矢量光束的產生裝置。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案提供了偏振分布可調的矢量光束的產生裝置，其結構特點是：包括光源、外反射式圓錐曲面反射鏡、圓錐曲面偏振器、內反射式圓錐曲面反射鏡，和帶有旋轉移動部件的兩平行放置的半波片。外反射式圓錐曲面反射鏡、圓錐曲面偏振器和內反射式圓錐曲面反射鏡，依次置于光源出射光束光路上；光源出射光束被外反射式圓錐曲面反射鏡反射形成有徑向傳播分量和軸向傳播分量的圓錐面發射光束，圓錐面發射光束光路上置有圓錐曲面偏振器；內反射式圓錐曲面反射鏡設置在圓錐面發射光束經過圓錐曲面偏振器后的光路上，圓錐面發射光束被內反射式圓錐曲面反射鏡反射后，形成沿著系統對稱軸傳播的某種偏振狀態的矢量光束。通過旋轉移動部件調節兩半波片光軸夾角可調節偏振分布。

本實用新型所述的內反射式圓錐曲面反射鏡的反射面和外反射式圓錐曲面反射鏡的反射面平行。

本實用新型所述的內反射式圓錐曲面反射鏡的反射面和外反射式圓錐曲面反射鏡的反射面均與系統對稱軸夾角不為45°。