[實用新型]一種實現線偏振光轉換為徑向偏振光的裝置

無效

• 申請號: 200820165973.0
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN201307189Y
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 張雪蓉;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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型屬于應用光學技術領域，涉及徑向偏振光的生成裝置。主要用于粒子俘獲、光學微操縱、光信息存儲、光與物質相互作用、顯微系統、平版印刷術，激光加工、光鑷子技術、超分辨等領域。

背景技術：

在對光束偏振態的研究中，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，還出現了徑向偏振態、方位角偏振態。徑向偏振光由于其電矢量的振動方向關于光軸的對稱性以及始終存在軸上光強為零等特點而備受關注。徑向偏振光在顯微鏡，平板印刷，頻率位移，電子加速，光學捕捉和控制，材料加工以及高分辨測量等方面發揮了重大的作用。由于徑向偏振光的廣泛應用前景，所以研究者提出了許多實現方案，包括將特殊光學元件置于諧振腔內來產生徑向偏振光，還有使用分段半波片的方法。此兩種方法都有一定的局限性，前者將導致額外的腔內損失并有可能使激光優化設計變得困難。而后者輸出功率低且只能得到近似的徑向偏振光。雖然可變螺旋緩凝劑可以提高激光功率的強度，但是但其螺旋剖面需要專門的制造技術。近來，有人利用Mach-Zehnder-like干涉儀裝置將水平極化TEM10與垂直極化TEM10厄米-高斯光束相干疊加得到徑向偏振光束。盡管此種實現徑向偏振光的技術具有一點的優點，但是仍然存在一些不足：

1)、此方法對干涉儀穩定性要求高，因此可能會限制了它的實用性。

2)、此方法需要特別的光學設計以及特殊的光學元件，比如：螺旋相位板和二元衍射光學元件等。此必會影響其廣泛應用。

實用新型內容

本實用新型要解決的問題在于克服上述在先技術的不足，提供一種簡單而穩定的線偏振光轉換為徑向偏振光的裝置。它在實際應用中具有結構設計合理、部件少、機械穩定性高，使用方便等特點。

本實用新型的基本構思是：

本實用新型提供一種簡單而穩定的線偏振光轉換為徑向偏振光的裝置。整套裝置由沿產生線偏振光的光源的光線方向依次設置的半波片、四分之一波片、雙折射晶體、第二半波片、石英偏振旋轉器所構成；雙折射晶體的光軸方向與激光傳播方向成45°，第二半波片對雙折射晶體出射光的右半部分進行旋轉，保證光束的左右波瓣相位差在180度，石英偏振旋轉器對整個光束偏振態旋轉了45度，形成偏振態徑向分布光束。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種實現線偏振光轉換為徑向偏振光的裝置，整個裝置由沿產生線偏振光的光源(1)的光線方向依次設置的半波片(2)、四分之一波片(3)、雙折射晶體(4)、半波片(5)、石英偏振旋轉器(6)所構成；雙折射晶體(4)的光軸方向與激光傳播方向成45°，半波片(5)對雙折射晶體出射光的右半部分進行旋轉，保證光束的左右波瓣相位差在180度，石英偏振旋轉器(6)對整個光束偏振態旋轉了45度。

上述實現線偏振光轉換為徑向偏振光的裝置中雙折射晶體(4)的光軸方向與與激光傳播方向成45度。

上述實現線偏振光轉換為徑向偏振光的裝置對整個光束偏振態旋轉了45度。

本實用新型提供的一種線偏振光轉換為徑向偏振光的裝置如上所述結構，工作過程為：激光光源輸出線偏振橢圓高斯光束，經過半波片、四分之一波片轉換為圓偏振光然后由光軸方向與激光傳播方向成45度的雙折射晶體分為等功率的兩束光，，兩光束的分離程度取決于晶體的長度。該兩偏振光束是相互正交的，且其被傾斜光軸的雙折射晶體控制為同相。然后經過第二半波片，第二半波片只將光束的右半部分光的偏振方向偏轉90度，左半部分光的偏振方向不變，最后經過石英偏振旋轉器對所有光束偏振態旋轉45度，形成徑向偏振光。

與在先技術相比，本實用新型的優點：

1)實現裝置結構簡單，操作方便，而且應用方便。

2)裝置穩定性高，不需要其他特殊的光學元件。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的系統結構示意圖

圖2為本實用新型實施例的偏振態轉換示意圖

具體實施方式

以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不只用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護范圍。