[實用新型]偏振激光自準直測試儀

有效

• 申請號: 201520223633.9
• 申請日: 2015-04-14
• 公開（公告）號: CN204514579U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 趙智亮;王成程;陳立華;林大建;葛瑞紅;趙子嘉;鄭萬國
• 申請（專利權）人: 成都太科光電技術有限責任公司;趙智亮
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本實用新型涉及偏振激光自準直測試儀，具體是涉及一種用于檢測、測量以及成像等的偏振激光自準直測試儀。

背景技術

標準圓偏振的平行光光源在光學檢測、光學測量、生物醫學分析以及光學成像等領域均有廣泛應用。隨著激光技術的迅速發展，采用激光光源作為光學檢測、光學測量、生物醫學分析以及光學成像系統的測試光源越來越受到人們的廣泛關注。近年來，國內外對于如何有效利用激光偏振特性，合理的解決激光光源本身偏振特性對于光學檢測、光學測量、生物醫學分析以及光學成像等系統影響的研究正在成為光學領域的熱點研究課題之一。

采用激光作為光源具有單色性、單向性和高能量等特點，但是由于激光器生產與制造中形成的激光光源本身固有特性，使得激光作為測試光源也存在其固有的缺點，在偏振應用中主要表現為激光輸出偏振量不純或圓偏振態圓不對稱和輸出光束平行度相對較低。激光輸出偏振量不純或圓偏振態圓不對稱使得其作為測試光源時偏振態難以確定或難以選取，而造成偏振分量互相干擾。另外在高精度分析、檢測與測量中多需要理想的平行光束，從而可以通過分析被測物對光束的影響得到需要的測試結果，因此光束平行度的好壞也是影響測試結果的另一關鍵因素。因此在采用激光作為光源時，如何提高光束平行度且使得輸出偏振量單一或偏振圓對稱成為研究激光測試光源的主要難點之一。另外在采用共光路自準直成像測試中，如何有效隔離光源與成像光，使得不干擾光源穩定性，同時提高成像能量利用率是激光自準直光學測試的主要難點之一。國內外研究多是對激光平行光源、偏振激光光源、激光自準直成像分別使用，對于三者結合得到偏振激光自準直測試儀，并用于光學測試、光學分析與光學成像的少見相關報道。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于檢測、測量以及成像等系統中偏振激光自準直測試儀。該偏振激光自準直測試儀可以使檢測、測量以及成像等系統實現自準直返回成像，并為之提供光束平行度良好，輸出標準圓偏振返回線偏振且成像光與光源隔離的平行光光源。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種偏振激光自準直測試儀，特征在于其構成包括光源激光器，沿該光源激光器輸出光束方向依次是P偏振片、布儒斯特楔形棱鏡、1/2波片、凸透擴束聚焦物鏡組和偏振分光棱鏡，在所述的偏振分光棱鏡的反射光方向依次是1/4波片和凸透準直物鏡組，在所述的偏振分光棱鏡的反射光方向的對側，即待測物體反射光經所述的偏振分光棱鏡的透射光方向依次是凸透鏡、凹透鏡和CCD，所述的凸透鏡和凹透鏡構成自準直成像CCD鏡頭，成像在所述的CCD的靶面上。

所述的1/2波片采用0級1/2波片，所述的1/4波片采用0級1/4波片。

所述的偏振分光棱鏡分光面鍍有對S光反射，反射率大于99％，對P偏振光透射，透射率大于99％的偏振分光膜。

所述的凸透準直物鏡組的口徑設置為凸透擴束聚焦物鏡組口徑的15倍以上。

光源激光器輸出光束首先經過P偏振片選擇激光光源輸出中的P偏振分量輸出，向前到楔形棱鏡，并以布儒斯特角入射楔形棱鏡，布儒斯特入射的特性對P偏振輸出激光再次凈化，把P偏振片選偏不掉的S偏振分量通過入射面反射掉。光線透過布儒斯特角楔形棱鏡后的P偏振分量與剩余S偏振分量達到10000:1。然后光線繼續向前到達一片1/2波片，波片的參考波長為光源激光器輸出波長。透過1/2波片輸出光轉換后P偏振分量與S偏振分量比轉變為1:10000的高純度S偏振光。從光源激光器輸出依次透過P偏振片、布儒斯特角楔形棱鏡和1/2波片后激光輸出的發散角保持不變，為激光器原始輸出光發散角約為1～1.5rmad。光線透過1/2波片后達到凸透擴束聚焦物鏡組。經凸透擴束聚焦物鏡組聚焦后輸出標準球面光，向前進入偏振分光棱鏡后經偏振分光棱鏡分光面反射后轉向90°。偏振分光棱鏡分光面鍍有對S偏振光反射，對P偏振光透射的偏振分光膜。光通過1/2波片后以S偏振態前進，到經過偏振分光棱鏡反射后到達一片1/4波片，向前透過1/4波片后在1/4波片的作用下S偏振光的偏振方向旋轉π/4角度，成為標準圓偏振光。這里由于入射的S偏振光純度達到1:10000，在經過1/4波片轉動π/4角度后，輸出圓偏振光的圓不對稱性小于0.01％。透過1/4波片后的標準圓偏振球面光向前到達輸出凸透準直物鏡組，輸出凸透準直物鏡組的口徑設置為凸透擴束聚焦物鏡組口徑的15倍以上，實現擴束準直輸出部分的擴束倍數大于15，使得輸出的標準平行光發散角小于0.1mrad。