[發明專利]大口徑激光偏振特性測量儀

在審

• 申請號: 202010165924.2
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111272284A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 陳潔婧;王雷;許榮國;康登魁;張博妮;魚奮岐
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發明屬于光學計量與測量技術領域，具體涉及一種大口徑激光偏振特性測量儀；所述大口徑激光偏振特性測量儀包括：聚焦光學系統、激光偏振特性測量儀探測器和激光偏振特性測量儀控制器；本發明采用了反射式離軸拋物面反射鏡聚焦光學系統對大口徑激光光束進行聚焦，避免了透射式光學元件由于材料自身的缺陷對測量光束偏振狀態的影響，離軸拋物面反射鏡采用小角度入射，聚焦光學系統具有自準直系統確保測量光束入射角小于1.3°，反射對測量光束偏振狀態的影響非常小，因此，離軸拋物面式反射光學系統不會對測量光束偏振狀態造成影響。本發明解決了目前大口徑激光偏振特性測量的難題，具有測量準確度高，應用前景廣的特點。

技術領域

本發明屬于光學計量與測量技術領域，具體涉及一種大口徑激光偏振特性測量儀，其主要用于大口徑激光系統的激光偏振度、偏振方位角以及橢偏率等激光偏振特性參數測量。

背景技術

偏振是光的一項基本和重要的物理量。偏振測量技術是將傳統的目標探測、識別技術與偏振技術相結合，利用光波以及目標的偏振特性進行探測和識別，從而能夠有效提高探測和識別精度，該技術有著傳統目標探測和識別技術所不具備的巨大優勢，近年來偏振測量技術已經在偏振遙感對地觀測、偏振光軍事偽裝目標識別、衛星激光通信、偏振水下目標探測、仿生偏振導航軍事領域得到了廣泛應用，是目前國際上快速發展的一個研究領域。在這些應用當中，對光的偏振度、偏振方位角以及橢偏率等偏振特性參數進行準確測量是武器裝備科研生產順利進行的基礎和保障。其中，偏振度定義為光束中偏振部分的光強度和整個光強度之比，偏振態包括橢偏率和偏振方位角兩個參數，描述了偏振光的振動方向以及橢偏情況。

上述各種應用中均有對大口徑、工作波長范圍寬、大動態范圍的偏振特性參數精確測量的需求。

激光偏振度的測量，中國專利CN101793556B公布了一種利用多縫衍射法測量偏振態的裝置及方法，該裝置將偏振片覆蓋二元光柵的一部分，然后沿光路方向依次固定偏振片、二元光柵、凸透鏡和CCD探測器，平行入射光照射在二元光柵上，平行入射光透過二元光柵在CCD探測器成像，形成衍射條紋，再根據衍射理論，對衍射條紋擬合得到平行入射光的偏振態。該裝置的不足之處是裝置系統中的二元光柵較為昂貴且口徑無法做到所需尺寸，從原理上無法對大口徑激光系統進行測量，同時工作波長范圍窄、動態范圍相對較小，不能滿足上述應用中偏振特性參數的測量需求。

中國專利CN102435421A公布了一種半導體激光器偏振測試方法及其測試系統，該裝置利用振幅分割原理，把入射光分成四份后分別經過對應的四個探測器，在已知每個探測器對入射光的響應系數和整個系統的儀器矩陣下，可以計算出入射光的斯托克斯矢量。該裝置的不足之處是對裝置系統中的分光器件及探測器位置擺放極為嚴格，并且被測大口徑激光的功率不能很低，否則信噪比太低，工作波長范圍較窄、動態范圍相對較小，同時測量精度較低，不能滿足上述應用中偏振特性參數的測量需求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：為解決現有技術存在的問題，如何提供一種具有大口徑、工作波長范圍寬、大動態范圍、偏振特性參數精確測量等主要功能和特點的大口徑激光偏振特性測量儀。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供一種大口徑激光偏振特性測量儀，所述大口徑激光是指被擴束后的激光；所述大口徑激光所應用的激光系統為激光光束被擴束后的激光系統；

所述大口徑激光偏振特性測量儀包括：聚焦光學系統1、激光偏振特性測量儀探測器2和激光偏振特性測量儀控制器3；

所述聚焦光學系統1用于對待測大口徑激光進行對準和無畸變聚焦，將待測大口徑激光會聚到激光偏振特性測量儀探測器2的入射口；

所述激光偏振特性測量儀探測器2用于對入射的待測大口徑激光進行調制，將入射的待測大口徑激光由光信號轉變為電信號，并且對電信號進行濾波處理，然后將電信號傳輸給激光偏振特性測量儀控制器3；