[实用新型]一种轴锥体、光学谐振腔及激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，特别涉及一种轴锥体、光学谐振腔及激光器。

背景技术

偏振是光的基本特征之一，常见偏振光有线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光以及径向偏振光，由于径向偏振光具有完美的轴对称分布特性，使得它与线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光相比有着很多显著不同的特性。如径向偏振光具有沿光轴对称的电场分布以及中空的圆环形的光束结构；径向偏振光在高数值透镜聚焦时可以产生超越衍射极限的极小焦斑，比线偏振、圆偏振、椭圆偏振的聚焦光斑小的多，而且在焦点区域的纵向电场变的非常强；径向偏振光只有横向的磁场和沿轴纵向的电场；径向偏振光是偏振本征态，在C切向晶体中传播时，不会发生串扰。近年来，径向偏振光的这些特性得到了很多的应用。如在引导和捕捉粒子、粒子加速、提高显微镜的分辨率、金属切割以及提高存储密度等方面，随着人们对径向偏振光的不断深入的认识，它将在越来越多的领域得到应用。

世界上第一束径向偏振光是由日本的Y.Mushiake在1972年通过实验获取；国内第一束径向偏振光是由中国科学院高能物理研究所的庄杰佳利用四块扇形的半玻片胶合而成的光学元器件产生。近10年来，科研人员纷纷寻找各种有效的方法来产生径向偏振光。径向偏振光的产生方法分两类，即腔内法和腔外模式转化法。通过腔内方法产生径向偏振光的有：Jianlang Li等人在光纤激光器中用双重圆轴棱镜来产生径向偏振光；Inon Moshe等人采用在激光腔内热致双焦点的位置上放置小孔的方式来选择偏振的模式；Ram Oron等人在激光腔内用不连续的位相器件来产生径向偏振光；A.V.Nesterov等人在腔内放置具有轴向偏振选择性亚波长衍射来产生径向偏振光。

上述对现有的激光器进行腔内改造设计产生径向偏振光是一项复杂的技术工程，对于工程技术人员来说，比较可行的方法是在激光腔外使用某种光学器件进行外部转化。I.J.Cooper、S.Quabis等人利用4块扇形半波片组成一个圆形光器件来产生近似的径向偏振光；G.Machavariani等人则利用8快半波片进行改进，产生趋于完美的径向偏振光；C.Steve等人利用干涉仪相干叠加两束偏振方向相互垂直的线偏振光来产生径向偏振光；M.Stalder利用扭转向列液晶偏振转换器产生径向偏振光。上述产生径向偏振光的方法仍较复杂，成本也较高，本发明将提供另一种有效且易实施的产生径向偏振光的方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简洁的轴锥体，用于激光谐振腔中产生径向偏振光。

本实用新型是这样实现的，一种轴锥体，为圆锥状的晶体轴锥体，包括锥面及底面，所述锥面与底面之间的夹角为布鲁斯特角，所述底面镀有可对以布鲁斯特角入射所述锥面而进入所述轴锥体内的光进行反射的光学膜。

作为本实用新型的优选技术方案：

所述晶体轴锥体为YAG轴锥体，所述光学膜为对波长为1064nm、入射角为32.4268°±2′的光进行反射的光学膜。

所述轴锥体为Nd：YAG轴锥体，所述光学膜为对波长为1064nm、入射角为32.4268°±2′的光进行反射，且对经所述底面入射的泵浦光进行透射的光学膜。

本实用新型的另一目的在于提供一种激光谐振腔，包括激光输出镜及所述的轴锥体，所述轴锥体的底面与所述激光输出镜平行，所述激光输出镜与所述轴锥体形成法布里-珀罗谐振腔。

进一步的，当所述轴锥体为非增益晶体轴锥体时，所述激光谐振腔还包括设于所述轴锥体与所述激光输出镜之间的增益介质。

本实用新型的又一目的在于提供一种激光器，包括所述的激光谐振腔。

进一步的，当所述激光谐振腔中的轴锥体为非增益晶体轴锥体时，于所述增益介质的侧面设有泵浦源。

当所述激光谐振腔中的轴锥体为增益晶体轴锥体时，于所述轴锥体的底面中心处设有泵浦源。