[發明專利]一種能輸出三種波長的聲光調制裝置

有效

• 申請號: 201310368812.7
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103605219A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李亞娟;程學武;李發泉;宋沙磊;劉林美;陳振威;楊勇;林鑫;武魁軍;夏媛;龔順生
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G02F1/11
• 分類號: G02F1/11;G02B27/10
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及聲光調制器，尤其涉及能輸出三種波長（三種頻率）的聲光調制裝置。?

背景技術

聲光調制器利用聲光介質在超聲波作用下產生的聲光效應，可精確改變輸出光的頻率?；诼暪庹{制器實現三波長激光輸出的聲光調制系統，可用于在鈉層熒光激光雷達探測中產生三個調制頻率，從Na原子譜線的Doppler展寬和Doppler頻移中得到中層頂大氣的溫度和風場信息。?

基于聲光調制系統產生三波長激光輸出的方案有兩種，一種方案是White,?M.（A?Frequency-agile?Na?Lidar?for?the?Measurement?of?Temperature?and?Velocity?in?the?Mesopause?Region,?thesis?(Ph?.D.)?,?Colorado?State?University,?1999）的聲光調制系統，該調制系統采用所有光路沿光軸直線排列，三種頻率(f0、f-、f+)的光路均經過整個光路并由最后的反射鏡反射，因此調制光的光路較長，損耗大，調整和維護困難。另一種改進型的方案是Kaifler,?B.（Na?Lidar?at?ALOMAR?-?electrooptic?improvements,?analysis?algorithms,?and?selected?atmospheric?observations?80?to?100?km?above?Northern?Norway，Diploma?thesis,?Ulm?University,?Germany,?2009）的聲光調制系統，其中經第一個聲光調制器出來的調制光，要經過兩個反射鏡反射回去，這種方案的不足之處在于，隨著調制光衍射角度的偏離，光學元件也需要進行相應的角度調整，這樣對系統的穩定性提出了較高要求。此外，這兩種聲光調制系統的三波長輸出控制都是通過定制斬波輪實現的，三種波長的輸出光必須按照一定的時序、相同的時間間隔依次產生，不能改變三種波長的輸出順序和時間間隔。?

發明內容

本發明的目的是：提供一種能輸出三種波長的聲光調制裝置，該裝置對現有聲光調制系統進行了改進。一方面，通過使用中心孔反射鏡，使調制光f+和f-的光路縮短，降低光路損耗，且這種同軸光路設計也使得三波長的調節和維護更加方便，不受調制頻率變化的影響；另一方面，用光快門替代斬波輪，并結合控制器，有利于實現三種波長的輸出順序可調，時間間隔可變。?

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：?

一種能輸出三種波長的聲光調制裝置由偏振分束鏡、四分之一波片、四個透鏡、兩個聲光調制器、兩個中心孔反射鏡、光快門、全反鏡和控制器組成；

偏振分束鏡、四分之一波片、第一透鏡、第一聲光調制器、第二透鏡、第一中心孔反射鏡、第三透鏡、第二聲光調制器、第四透鏡、第二中心孔反射鏡和全反鏡依次同光軸放置；偏振分束鏡的透射光偏振方向與四分之一波片的晶軸方向之間呈45度或135度夾角，第一聲光調制器置于第一透鏡與第二透鏡之間的共焦點處，第二聲光調制器置于第三透鏡和第四透鏡之間的共焦點處，光快門安置在第二中心孔反射鏡與全反鏡之間，控制器分別與第一聲光調制器、第二聲光調制器和光快門連接，分別控制它們的開關狀態，以調節三種波長輸出光的順序和時間間隔。

入射光為線偏振光，調節其偏振方向與偏振分束鏡的透射光偏振方向一致；首先經過四分之一波片變為圓偏振光，然后在中心孔反射鏡或是全反鏡作用下，原路反射回來的光再次經過四分之一波片，變為偏振方向與入射時偏振方向垂直的線偏振光；最后輸出的線偏振光由偏振分束鏡反射出去。?

本發明的優點和效果：?

整個光路沿軸心呈直線排布，通過使用中心孔反射鏡，將未調制光f0從中心孔中穿過。而對于調制光（f+，f-），中心孔反射鏡的反射面將其沿原路反射回去，而未調制的光經中心孔透射并由最后的光快門阻斷。這種設計縮短了調制光路長度，減小了損耗，三種波長輸出光均獨立調節，使整個系統的調節和維護更加方便。此外，用光快門替代斬波輪，并利用控制器，可以實現三種波長輸出光的順序和時間間隔均可調。

附圖說明

圖1為一種能輸出三種波長的聲光調制裝置的結構示意圖。?

其中：1偏振分束鏡、2四分之一波片、3第一透鏡、4第一聲光調制器、5第二透鏡、6第一中心孔反射鏡、7第三透鏡、8第二聲光調制器、9第四透鏡、10第二中心孔反射鏡、11光快門、12全反鏡、13控制器。?

圖2為一種能輸出三種波長的聲光調制裝置分別輸出三種波長時的光路圖。?