[發(fā)明專利]一種偏振調(diào)制器及光束偏振調(diào)制的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710971076.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN107643606A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫喜博;耿遠(yuǎn)超;劉蘭琴;黃晚晴;張穎;王文義;朱啟華;胡東霞;袁強(qiáng);鄧學(xué)偉;楊英;周麗丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): G02B27/28
• 分類號(hào): G02B27/28
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11357
• 代理人: 饒富春

1.一種偏振調(diào)制器，其特征在于，包括第一聚焦元件組、級(jí)聯(lián)雙軸晶體組和第二聚焦元件組，所述第一聚焦元件組和第二聚焦元件組同光軸設(shè)置，且兩者的結(jié)構(gòu)相同，所述第一聚焦元件組包括焦距為f₁的第一光學(xué)元件和焦距為f₂的第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的間距為d；

所述級(jí)聯(lián)雙軸晶體組位于第一聚焦元件組、第二聚焦元件組之間，其焦像平面與第二聚焦元件組的焦平面重合，所述級(jí)聯(lián)雙軸晶體組包括對(duì)入射光束折射率相同且沿著入射光束傳輸方向依次排列的至少2個(gè)雙軸晶體，所述入射光束具有單一偏振態(tài)，所述雙軸晶體的波法線光軸與入射光束平行，相鄰的雙軸晶體相抵設(shè)置，且相鄰雙軸晶體間存在偽矢量夾角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振調(diào)制器，其特征在于，所述第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件均設(shè)為聚焦透鏡。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振調(diào)制器，其特征在于，所述第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件均設(shè)為拋物面鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種偏振調(diào)制器，其特征在于，所述第一聚焦元件組的焦距為f_c，且

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種偏振調(diào)制器，其特征在于，所述雙軸晶體的長(zhǎng)度為l_i，其中，i＝1，2，…，N，N表示雙軸晶體的個(gè)數(shù)，所述級(jí)聯(lián)雙軸晶體組的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，且L＝∑l_i，所述雙軸晶體的折射率橢球主軸方向上的折射率分別為n₁、n₂、n₃，且n₁<n₂<n₃，所述級(jí)聯(lián)雙軸晶體組的焦像平面與第一聚焦元件組的距離為S，且

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種偏振調(diào)制器，其特征在于，所述相鄰雙軸晶體間的偽矢量夾角為ɑ_j，其中，j＝1，2，…，N-1，且0≤ɑ_j≤π。

7.一種采用偏振調(diào)制器進(jìn)行光束偏振調(diào)制的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：入射光束經(jīng)過第一聚焦元件組入射至級(jí)聯(lián)雙軸晶體組，調(diào)節(jié)雙軸晶體的放置角度，促使雙軸晶體的的波法線光軸與入射光束平行，入射光束在級(jí)聯(lián)雙軸晶體組的焦像平面處形成空心的環(huán)形光束；

S2：根據(jù)預(yù)期的偏振調(diào)制結(jié)果即光束的偏振分布周期，以入射光束的傳輸方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)雙軸晶體，調(diào)節(jié)每個(gè)雙軸晶體的偽矢量方向，環(huán)形光束經(jīng)過第二聚焦元件組輸出得到輸出光束；

S3：重復(fù)步驟S2，直至輸出光束的偏振分布周期接近預(yù)期的偏振調(diào)制結(jié)果，此時(shí)，若繼續(xù)調(diào)節(jié)雙軸晶體的偽矢量方向，輸出光束的偏振分布周期偏離預(yù)期的偏振調(diào)制結(jié)果；

S4：調(diào)節(jié)第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的間距d，直至輸出光束的偏振分布周期與預(yù)期的偏振調(diào)制結(jié)果相同，此時(shí)，輸出光束與入射光束的光場(chǎng)強(qiáng)度相同，而輸出光束的偏振分布呈現(xiàn)周期性。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光束偏振調(diào)制的方法，其特征在于，當(dāng)相鄰雙軸晶體間的偽矢量夾角ɑ_j＝0時(shí)，輸出光束的偏振分布周期為T₁，且其中，λ表示入射光束的波長(zhǎng)，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光束偏振調(diào)制的方法，其特征在于，當(dāng)相鄰雙軸晶體間的偽矢量夾角ɑ_j＝π時(shí)，輸出光束的偏振分布周期為T₂，當(dāng)雙軸晶體個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，當(dāng)雙軸晶體個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，當(dāng)雙軸晶體個(gè)數(shù)為偶數(shù)且l₁＝l₂＝l₃＝…＝l_i時(shí)，T₂→∞，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種光束偏振調(diào)制的方法，其特征在于，所述輸出光束的偏振分布周期為T，當(dāng)0≤ɑ_j≤π時(shí)，T₁≤T≤T₂，且第一聚焦元件組和第二聚焦元件組的焦距f_c與輸出光束的偏振分布周期T呈正相關(guān)關(guān)系。