[發(fā)明專利]一種高效率偏振純化裝置

有效

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• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103487945A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 黃金蘋;林嫵媚;邢廷文;范真節(jié);張海波
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02F1/01
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;李新華

技術領域

本發(fā)明涉及偏振轉換裝置的技術領域，具體涉及一種高效率偏振純化裝置，其為高偏振度、高偏振純度、高轉換效率的偏振轉換裝置。

背景技術

波片堆是由一組平行平面玻璃片疊加在一起構成的，當波片堆表面法線與水平方向構成布儒斯特角，自然光水平入射并通過波片堆時，透過波片堆的折射光連續(xù)不斷的以相同的狀態(tài)入射和折射，每通過一次界面，都從折射光中反射掉一部分垂直于紙面振動的分量（S分量），最后使通過波片堆的透射光接近平行入射面的線偏振光(P分量)。平行入射面振動的光分量通過波片堆時沒有反射損耗，而垂直紙面振動的光分量將產生高達15%的反射損耗即反射光能量沒有被利用起來，導致通過波片堆以后的透射光能量較低，并且如果要獲得高偏振度就必須增加波片數(shù)，導致成本較高。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的不足和缺陷，提供一種包含一傾斜放置的波片堆、一個四分之一波片及兩個反射鏡的裝置，充分利用反射光以提高總偏振度和能量利用率。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種高效率偏振純化裝置，所述純化裝置由波片堆、四分之一波片、第一反射鏡和第二反射鏡組成，波片堆表面法線方向與水平方向成布儒斯特角，四分之一波片和第一反射鏡垂直反射光方向放置，反射S偏振光依次經過四分之一波片、第一反射鏡和四分之一波片，將S偏振光轉換成P偏振光，在反射光經過波片堆后的透射光方向的邊緣處，垂直波片堆放置第二反射鏡。

其中，四分之一波片和第一反射鏡的位置可根據裝調需要，在垂直反射光方向平行移動。

其中，四分之一波片與第一反射鏡尺寸JK、第二反射鏡的尺寸AH相等且都大于等于光束直徑D，即JK＝AH≥D。

其中，波片堆采用的是熔石英，或者采用CaF₂、MgF₂、K9紫外可透的光學材料。

其中，各尺寸確定關系：L與θ、d、D有關，即波片堆的長度L是由波片堆材料n₂、波片堆總厚度d及光束直徑D確定的，根據對偏振度的具體要求可以確定所需波片數(shù)N，由波片堆總厚度d和波片數(shù)N可以確定出每一塊波片的厚度

本發(fā)明的原理在于：

波片堆表面法線與水平方向成布儒斯特角，平行光入射波片堆時，反射S偏振光，透射P偏振光。四分之一波片垂直于S反射光方向放置，使得S偏振光垂直照射四分之一波片，S偏振光經四分之一波片變?yōu)橛倚龍A偏振光。平行四分之一波片放置一反射鏡，將四分之一波片后的右旋圓偏振光反射為左旋圓偏振光，此左旋圓偏振光垂直經過四分之一波片變?yōu)镻偏振光。S偏振光經過四分之一波片和反射鏡后轉換成P偏振光，沿原反射方向以布儒斯特角入射波片堆。在反射光經過波片堆后的透射光方向的邊緣處放置一垂直于波片堆的反射鏡，反射后的光正好沿著水平方向。整個裝置簡單易于實現(xiàn)，且轉換效率高。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：

1）本發(fā)明的偏振純化裝置僅利用四個元件，過程中的吸收損耗很少，獲得高偏振度、高偏振純度、高能量利用率的單方向線偏振光。

2）本發(fā)明的偏振純化裝置不僅可以應用于偏振照明系統(tǒng)中的偏振純化，也可以用于外腔式氣體激光器中。

3）本發(fā)明的偏振純化裝置不僅有效利用了反射光的能量，而且巧妙使之經過波片堆，達到能量增強效果。

附圖說明

圖1是高效偏振純化裝置的主結構圖；

圖2是S偏振光轉換成P偏振光的原理圖；

圖3是光在波片堆內部的折反射示意圖；

圖4是透射光偏振度、總反射光偏振度及總偏振度隨波片數(shù)變化曲線圖；

圖5是確定具體元件尺寸、光束直徑及波片厚度的邊緣光線傳播示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細地描述。