[發(fā)明專利]基于勻光管的偏振度可控的激光裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310391452.2
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103441411A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙鵬飛;高文宏;李江瀾;杜彬彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;G02B6/27
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制激光偏振度的裝置，具體為一種基于勻光管的偏振度可控的激光裝置。

背景技術(shù)

偏振度是描述光的偏振特性的重要物理量。光束的偏振度一般定義為光束的偏振分量的光功率與光束的總光功率之比，偏振度直接影響高精度光學(xué)監(jiān)測精度、光電傳感器的靈敏度、光通信信號的信噪比。因此控制光束的偏振度在多種領(lǐng)域具有重要意義。

授權(quán)公告號CN1848554B提出一種可控偏振度激光光源，將兩束不同偏振度光束，通過偏振合成儀合成為可控偏振度光束。通過光電反饋調(diào)整兩束光的強度比，并對兩束光成合束實現(xiàn)具有可控制的偏振度。該方法需要對兩束光的偏振度和光功率實現(xiàn)精確控制，需要采用大量光電器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。

授權(quán)公告號CN101247017A?通過雙向光纖環(huán)形諧振腔的兩個反方向激光用2X2寬帶耦合器引出，再用偏振合束器合束，獲得可控偏振度。該方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

授權(quán)公告號CN102980661A提出一種可變偏振度的標(biāo)準(zhǔn)光纖光源裝置。該裝置利用分束器將同一光源激光分為2束，利用偏振控制器分別控制兩束光的偏振態(tài)，并合束輸出且可以提供0～100%。能夠用單一光源實現(xiàn)變偏振度控制，但涉及到光源分束，增加了光路調(diào)試難度，且同樣需要偏振控制器實現(xiàn)偏振度控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的調(diào)節(jié)激光偏振度的裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的問題，提供了一種基于勻光管的偏振度可控的激光裝置。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于勻光管的偏振度可控的激光裝置，包括線偏振的激光光源和調(diào)整所述激光光源自轉(zhuǎn)的光源偏振方向調(diào)整架，由激光光源發(fā)出的線偏振激光光束依次經(jīng)擴束鏡、匯聚透鏡整形后形成入射光入射內(nèi)壁鍍有金屬反射膜的勻光管，所述勻光管的內(nèi)壁至少具有一對相互垂直面，所述入射光偏振方向與勻光管橫截面中相互垂直面形成的一直角邊形成的夾角記作偏振方向角θ，所述光源偏振方向調(diào)整架調(diào)整激光光源自轉(zhuǎn)使得偏振方向角θ從0°到45°可調(diào)。

如下式（1）所示，反射光的復(fù)偏振參數(shù)的????????????????????????????????????????????????隨著入射光偏振方向、兩種反射介質(zhì)間的入射角和折射角的變化及反射界面上兩種材料的相對折射率n而變化。即隨著入射光偏振方向不同，入射光的偏振方向角θ不同，反射光波的偏振態(tài)（偏振方向和橢圓度）會隨之不同。

（1）

因為金屬材料折射系數(shù)表現(xiàn)為復(fù)數(shù)形式，因此通過金屬膜反射當(dāng)線偏振相干光通過鍍有金屬膜界面反射后偏振態(tài)會發(fā)生變化，若被具有相互垂直面的光管結(jié)構(gòu)（如橫截面為直角三角形或矩形）一次反射后，反射光的復(fù)偏振參數(shù)的分布隨著入射線偏振激光的偏振方向角θ從0°向45°增大而迅速形成多樣化分布（如圖5所示）。在相同的入射角和入射偏振方向下，相互垂直面可使反射光產(chǎn)生相同偏振方向、橢偏度，相反旋向的橢圓偏振光，從而加劇了偏振的多樣化。經(jīng)多次反射后，當(dāng)偏振方向角θ等于45°時的輸出光的偏振態(tài)接近自然光（如圖7所示），從而偏振度可實現(xiàn)從1到接近0.03的控制（如圖8所示）。

本發(fā)明設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單，無需光電轉(zhuǎn)換盒光電測量等器件，達到了偏振度控制效果優(yōu)良的有益效果，同時該裝置易于集成，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、容易集成等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是勻光管橫截面為直角三角形的偏振方向角θ的示意圖。

圖3是勻光管橫截面為矩形的偏振方向角θ的示意圖。

圖4勻光管內(nèi)壁膜系示意圖。

圖5是偏振復(fù)平面分布與入射光的偏振方向角關(guān)系圖，其中，●表示θ=0，×表示θ=10，▼表示θ=20，?表示θ=30，★表示θ=45。

圖6是偏振分布與入射光的偏振方向角θ=0°的關(guān)系圖。

圖7是偏振分布與入射光的偏振方向角θ=45°的關(guān)系圖。

圖8是偏振度與入射光的偏振方向角θ關(guān)系圖。

圖中，101-激光光源，102-光源偏振方向調(diào)整架，103-擴束鏡，104-匯聚透鏡，105-勻光管，201-入射光偏振方向，301-金屬反射膜，302-基底。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明。