[發明專利]一種偏振無關型高精度連續動態激光能量衰減裝置

在審

• 申請號: 202210022759.4
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114384706A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 周旋風;張德鋒;王彥斌;門星火;肖文健;張寬橋;任廣森
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63892部隊
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 趙小龍

本發明公開了一種偏振無關型高精度連續動態激光能量衰減裝置，包括：偏振分束器，用于將待能量衰減的入射激光分束為s偏振光與p偏振光；第一衰減組件，位于s偏振光的光路上，用于對s偏振光進行能量衰減并輸出衰減后的s偏振光；第二衰減組件，位于p偏振光的光路上，用于對s偏振光進行能量衰減并輸出衰減后的p偏振光；偏振合束器，用于將衰減后的s偏振光與p偏振光合束并輸出。本發明應用于激光能量衰減領域，采用基于偏振分束/合束器的雙路激光同時衰減的結構，不僅能夠在實現更大的衰減范圍的同時實現更高的衰減精度，而且可以實現對任意偏振方向的激光進行連續動態衰減，還能夠可以實現對偏振態隨時間變化的激光進行連續動態衰減。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，具體是一種偏振無關型高精度連續動態激光能量衰減裝置。

背景技術

在激光測距、激光制導和光通信等領域，為了能夠對測距機和探測器的靈敏度進行測量，需要對激光能量進行連續衰減。激光連續衰減器就是為了滿足此類需求而提出的，其工作原理一般是通過材料對光的吸收或反射特性來實現光能量的衰減。目前常用的激光連續衰減器可以分為吸收式連續衰減器和反射式連續衰減器兩種類型。

吸收式衰減器是利用散布在光學材料中的光吸收物質衰減光強，通過改變吸收物質的摻雜濃度或衰減片的厚度來實現對激光的衰減。吸收式連續衰減器就是在上述原理基礎上，通過設計連續改變的摻雜濃度或衰減片厚度，采用運動等方式來改變摻雜濃度或厚度實現對激光的連續衰減。這一類連續衰減器的主要代表為吸收式圓形漸變衰減器和楔形介質衰減器等。

反射式衰減器是通過在材料表面鍍反射膜來實現對激光的連續衰減，其衰減量由膜層設計或晶體特性決定。反射式連續衰減器就是在上述原理基礎上，通過設計連續變化的膜層結構結合運動方式來實現。其主要代表為反射式圓形漸變衰減器。除此之外，另一個重要的反射式連續衰減器類型為偏振衰減器，其基本原理為通過連續改變偏振片角度來實現對偏振激光的連續衰減。

相比于吸收式連續衰減器而言，偏振衰減器由于不存在熱積累，可以用于高功率/高能量激光的衰減，同時還具有很高的衰減精度。但是傳統偏振型衰減器的結構為兩片平行放置的布魯斯特薄膜偏振片之間放入與激光波長對應的二分之一波片，通過旋轉改變波片光軸和偏振片夾角來控制透射過的激光能量/功率。這種設計存在如下的局限性：一是目前的二分之一波片消光比較低，這使得該類結構在設置為不透光的情況下仍然會有激光通過，即衰減范圍不足；二是二分之一波片在旋轉過程中輸出激光偏振角度是波片旋轉角度的2倍，這使得相關旋轉角度精度條件下激光衰減量改變較大，即衰減精度不高；三是如果入射激光的偏振狀態與第一片偏振片的偏振狀態不一致或者本身是原偏振激光，即使該結構本身設置為全透光也會出現很大的能量衰減，造成激光能量浪費；四是如果入射激光源的偏振狀態隨時間發生變化，通過該結構衰減后的激光能量也會隨時間變化，并且激光本身的偏振特性也會丟失。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種偏振無關型高精度連續動態激光能量衰減裝置，采用基于偏振分束/合束器的雙路激光同時衰減的結構，針對傳統激光連續衰減器存在的衰減范圍不足、激光能量浪費和激光源偏振變化時失效等問題提供了改進解決辦法。

為實現上述目的，本發明提供一種偏振無關型高精度連續動態激光能量衰減裝置，包括：

偏振分束器，用于將待能量衰減的入射激光分束為s偏振光與p偏振光；

第一衰減組件，位于s偏振光的光路上，用于對s偏振光進行能量衰減并輸出衰減后的s偏振光；

第二衰減組件，位于p偏振光的光路上，用于對s偏振光進行能量衰減并輸出衰減后的p偏振光；

偏振合束器，用于將衰減后的s偏振光與p偏振光合束并輸出。

在另一個實施例，所述第一衰減組件包括第一旋轉偏振器件與第一固定偏振器件；