[發明專利]分離式調控角度漂移與位置漂移的激光束指向穩定裝置

有效

• 申請號: 202010090733.4
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111142254B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 匡翠方;丁晨良;朱大釗
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02B26/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種分離式調控角度漂移與位置漂移的激光束指向穩定裝置，其特征在于，包括二維快速控制反射鏡(1)、第一分光棱鏡(2)、二分之一波片(3)、偏振分光棱鏡(4)、第一斜方棱鏡(5)、第一透鏡(6)、第一光電感應器件(7)、第二斜方棱鏡(8)、第二透鏡(9)、第二光電感應器件(10)、第一直角三棱鏡(11)、水平納米移動臺(12)、第二直角三棱鏡(13)、垂直納米移動臺(14)、第二分光棱鏡(15)、第三光電感應器件(16)和控制器(17)；其中，第一直角三棱鏡(11)固定于水平納米移動臺(12)上，第二直角三棱鏡(13)固定于垂直納米移動臺(14)上；所述控制器(17)分別連接二維快速控制反射鏡(1)、水平納米移動臺(12)和垂直納米移動臺(14)；所述第一光電感應器件(7)和第二光電感應器件(10)均為能量敏感探測器，所述第三光電感應器件(16)為位置探測器或四象限探測器；入射光束首先入射到二維快速控制反射鏡(1)上，之后經過第一分光棱鏡(2)分解為第一透射光束(T1)與第一反射光束；第一反射光束經過二分之一波片(3)到達偏振分光棱鏡(4)后分為p偏振態的第一監控光束(R1)與s偏振態的第二監控光束(R2)；第一監控光束(R1)入射到水平放置的第一斜方棱鏡(5)后，發生反射經過第一透鏡(6)聚焦到第一光電感應器件(7)上，第一光電感應器件(7)將獲得的光束反射能量E_1x反饋給控制器(17)；第二監控光束(R2)入射到垂直放置的第二斜方棱鏡(8)后，發生反射經過第二透鏡(9)聚焦到第二光電感應器件(10)上，第二光電感應器件(10)將獲得的光束反射能量E_2x反饋給控制器(17)；第一透射光束(T1)垂直入射到第一直角三棱鏡(11)后，光路在水平方向折轉180°，直接入射到豎直放置的第二直角三棱鏡(13)后，光路往上在垂直方向折轉180°入射到第二分光棱鏡(15)上，分解為反射的工作光束和透射的第三監控光束(R3)；第三監控光束(R3)入射到第三光電感應器件(16)上，第三光電感應器件(16)將獲得的第三監控光束(R3)的光斑位置傳輸給控制器(17)。

2.根據權利要求1所述分離式調控角度漂移與位置漂移的激光束指向穩定裝置，其特征在于，所述第一監控光束(R1)與第二監控光束(R2)為兩束偏振態垂直且能量相等的光束；所述第一監控光束(R1)以理想入射角到達第一斜方棱鏡(5)，此時第一光電感應器件(7)獲得的光束反射能量記為標準能量E₀；所述第二監控光束(R2)以理想入射角到達第二斜方棱鏡(8)，此時第二光電感應器件(10)獲得的光束反射能量也為標準能量E₀。

3.根據權利要求2所述分離式調控角度漂移與位置漂移的激光束指向穩定裝置，其特征在于，所述第一斜方棱鏡(5)和第二斜方棱鏡(8)的折射率均為1.5；所述理想入射角為40°。

4.根據權利要求2所述分離式調控角度漂移與位置漂移的激光束指向穩定裝置，其特征在于，當第一監控光束(R1)在水平方向發生角度漂移時，控制器(17)根據反射比和第一斜方棱鏡(5)對p偏振態入射光的反射特性得到角度偏移量，并控制二維快速控制反射鏡(1)調整水平方向的角度漂移，將第一監控光束(R1)的入射角校正為理想入射角；當第二監控光束(R2)在垂直方向發生角度漂移時，控制器(17)根據反射比和第二斜方棱鏡(8)對p偏振態入射光的反射特性得到角度偏移量，并控制二維快速控制反射鏡(1)調整垂直方向的角度漂移，將第二監控光束(R2)的入射角校正為理想入射角。

5.根據權利要求4所述分離式調控角度漂移與位置漂移的激光束指向穩定裝置，其特征在于，所述第一斜方棱鏡(5)和第二斜方棱鏡(8)對p偏振態入射光的反射特性均為：

其中，ρ_p為p偏振態的反射比，θ₁為入射角，θ₂為折射角。