[发明专利]基于匀光管的偏振度可控的激光装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制激光偏振度的装置，具体为一种基于匀光管的偏振度可控的激光装置。

背景技术

偏振度是描述光的偏振特性的重要物理量。光束的偏振度一般定义为光束的偏振分量的光功率与光束的总光功率之比，偏振度直接影响高精度光学监测精度、光电传感器的灵敏度、光通信信号的信噪比。因此控制光束的偏振度在多种领域具有重要意义。

授权公告号CN1848554B提出一种可控偏振度激光光源，将两束不同偏振度光束，通过偏振合成仪合成为可控偏振度光束。通过光电反馈调整两束光的强度比，并对两束光成合束实现具有可控制的偏振度。该方法需要对两束光的偏振度和光功率实现精确控制，需要采用大量光电器件，结构复杂、成本较高。

授权公告号CN101247017A 通过双向光纤环形谐振腔的两个反方向激光用2X2宽带耦合器引出，再用偏振合束器合束，获得可控偏振度。该方法结构复杂，成本较高。

授权公告号CN102980661A提出一种可变偏振度的标准光纤光源装置。该装置利用分束器将同一光源激光分为2束，利用偏振控制器分别控制两束光的偏振态，并合束输出且可以提供0～100%。能够用单一光源实现变偏振度控制，但涉及到光源分束，增加了光路调试难度，且同样需要偏振控制器实现偏振度控制，结构复杂。

发明内容

本发明为了解决现有的调节激光偏振度的装置存在结构复杂、成本高的问题，提供了一种基于匀光管的偏振度可控的激光装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于匀光管的偏振度可控的激光装置，包括线偏振的激光光源和调整所述激光光源自转的光源偏振方向调整架，由激光光源发出的线偏振激光光束依次经扩束镜、汇聚透镜整形后形成入射光入射内壁镀有金属反射膜的匀光管，所述匀光管的内壁至少具有一对相互垂直面，所述入射光偏振方向与匀光管横截面中相互垂直面形成的一直角边形成的夹角记作偏振方向角θ，所述光源偏振方向调整架调整激光光源自转使得偏振方向角θ从0°到45°可调。

如下式（1）所示，反射光的复偏振参数的                                                随着入射光偏振方向、两种反射介质间的入射角和折射角的变化及反射界面上两种材料的相对折射率n而变化。即随着入射光偏振方向不同，入射光的偏振方向角θ不同，反射光波的偏振态（偏振方向和椭圆度）会随之不同。

（1）

因为金属材料折射系数表现为复数形式，因此通过金属膜反射当线偏振相干光通过镀有金属膜界面反射后偏振态会发生变化，若被具有相互垂直面的光管结构（如横截面为直角三角形或矩形）一次反射后，反射光的复偏振参数的分布随着入射线偏振激光的偏振方向角θ从0°向45°增大而迅速形成多样化分布（如图5所示）。在相同的入射角和入射偏振方向下，相互垂直面可使反射光产生相同偏振方向、椭偏度，相反旋向的椭圆偏振光，从而加剧了偏振的多样化。经多次反射后，当偏振方向角θ等于45°时的输出光的偏振态接近自然光（如图7所示），从而偏振度可实现从1到接近0.03的控制（如图8所示）。

本发明设计合理、结构简单，无需光电转换盒光电测量等器件，达到了偏振度控制效果优良的有益效果，同时该装置易于集成，具有结构简单、成本低廉、容易集成等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是匀光管横截面为直角三角形的偏振方向角θ的示意图。

图3是匀光管横截面为矩形的偏振方向角θ的示意图。

图4匀光管内壁膜系示意图。

图5是偏振复平面分布与入射光的偏振方向角关系图，其中，●表示θ=0，×表示θ=10，▼表示θ=20，?表示θ=30，★表示θ=45。

图6是偏振分布与入射光的偏振方向角θ=0°的关系图。

图7是偏振分布与入射光的偏振方向角θ=45°的关系图。

图8是偏振度与入射光的偏振方向角θ关系图。

图中，101-激光光源，102-光源偏振方向调整架，103-扩束镜，104-汇聚透镜，105-匀光管，201-入射光偏振方向，301-金属反射膜，302-基底。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。