[發明專利]寬視野電光調制器以及制造和使用它的方法和系統

在審

• 申請號: 201880090400.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN112740100A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: B·施密特;P·S·班克斯;C·S·圖威;C·A·埃伯斯
• 申請（專利權）人: 恩耐股份有限公司
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 楊小明

電光調制器(EOM)包含被配置為接收光的第一電光(EO)材料。第一EO材料具有不平行于EOM的光軸的光軸。所述光軸指示通過第一EO材料的方向，沿著該方向穿過第一EO材料的光線不經歷雙折射。EOM還包括接收從第一EO材料輸出的光的偏振旋轉器。經旋轉的光穿過第二EO材料。第二EO材料位于EOM內，使得其光軸不平行于EOM的光軸。第二EO材料補償第一材料的雙折射和/或更高階光學效應，由此減少EOM的光學透射誤差。EOM可以提供更寬的成像系統的視野。

技術領域

本公開一般涉及電光調制器，更特別地，涉及適于處理具有相對大入射角的到來光的電光調制器。

背景技術

克爾(Kerr)盒和普克爾斯(Pockels)盒是可以調制入射在其上面的光的偏振的特定類型的電光調制器(EOM)。在EOM中，電場被施加在材料上，該材料在電場的影響下改變性能。EOM的性能變化改變透過它的光的相位。普克爾斯盒基于普克爾斯效應，在普克爾斯效應中，材料的折射率隨施加的電場線性變化?？藸柡惺腔诳藸栃?，在克爾效應中，材料的折射率隨施加的電場呈二次方變化。對于某些材料和施加的電場的某些方向，普克爾斯效應產生材料的折射率的各向異性。這種材料和場可以被用于創建普克爾斯盒，在普克爾斯盒中，引發的各向異性根據施加的電壓線性地改變透過其中的光的偏振狀態。諸如普克爾斯盒的EOM可以被放置在交叉偏振器之間以調制光的強度。普克爾斯盒的時間響應在一些情況下可能小于1納秒，從而使其能夠用作快速光學快門。

盡管廣泛用于激光應用，但普克爾斯盒在常規上被視為具有重大局限性，使得這種設備不適合在其它類型的應用中進行光學處理。普克爾斯盒材料具有雙折射(沿晶體結構的不同軸偏振的光的折射率值不同)，這限制了到來光到盒的角度接受。一些已知的普克爾斯盒只可有效地調制從普克爾斯盒的表面法線偏離不到幾度的入射光，從而大大限制了它們在這種應用中的使用。例如，論文“Extending the field of view of KD*Pelectrooptic modulators,”作者：Edward West,Applied Optics,Vol.17No.18,第3010-3013頁,September 1978(“West論文”)討論了使用補償技術以實現普克爾斯盒的更大的接受角度。然而，該論文也描述了當電壓被施加到操作中的普克爾斯盒時補償技術對接受角度的影響如何地小。因此，West論文的補償技術不完全對寬接受角度應用(諸如入射光可以在較大的入射角范圍內到達普克爾斯盒的成像)有用。

發明內容

為了解決上述缺點，本文公開了明顯增加入射光的接受角度的改進的電光調制器(EOM)。

第一公開的EOM包括被配置為接收光的第一電光材料。第一電光材料具有與EOM的光軸不平行的光軸。該光軸指示通過第一電光材料的方向，沿著該方向穿過第一電光材料的光線不經歷雙折射。第一電光材料位于EOM內，使得其光軸不平行于EOM的光軸對準。從第一電光材料輸出的光的偏振狀態被改變。這是通過用于改變從第一電光材料輸出的光的偏振狀態的組件實現的。然后，經改變的光通過第二個電光材料。第二電光材料位于EOM中，使得其光軸不平行于EOM的光軸。第二材料的光軸指示通過第二材料的方向，沿著該方向穿過第二材料的光線不經歷雙折射。在操作中，第二材料補償第一材料的雙折射和/或更高階光學效應，以減小EOM的光學透射誤差并由此增加到來光的接受角度。