[发明专利]晶体对轴对称偏振光热焦距的测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术，尤其涉及晶体对轴对称偏振光热焦距的测量方法及装置。

背景技术

在固体激光器中，由于晶体吸收泵浦光而产生的热透镜效应和热应力会对激光输出特性产生较大影响，所以热焦距的测量是搭建激光器重要的一步。对于各项同性晶体来说，热应力会改变晶体的内部性质使其变为各向异性晶体，进而产生双折射效应，两束光对应不同的偏振态以及不同的热焦距，此时，对特殊偏振态激光热焦距的测量显得尤为重要。以YAG晶体为例，热致双折射效应会产生角向和径向这两种轴对称偏振激光，对这两种偏振态激光热焦距的测量有较高要求。

现有的测量晶体对轴对称偏振光热焦距的方法，通常采用狭缝法测量，如图1所示，首先将一束光通过竖直方向的偏振片2，再通过水平狭缝或竖直狭缝3，此时将狭缝光通入待测的晶体后焦点位置到晶体中心位置的距离可近似看成角向或径向偏振光的热焦距。在此种方法中，将狭缝光近似成轴对称偏振光的办法本身会带来较大误差，在实际测量中与理论值也相差较多。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种结构简单的晶体对轴对称偏振光热焦距的测量装置，并根据此装置提供的使指示灯更精确、避免了调节狭缝带来的误差的晶体对轴对称偏振光热焦距的测量方法。

本发明的一种晶体对轴对称偏振光热焦距的测量装置，其包括以光线传播方向依次放置的光处理组件、结果检测组件、测量组件；所述结果检测组件与其安装位为可拆卸连接；

所述光处理组件的光学元件包括：以光线传播方向依次放置的指示光源、第一薄膜偏振片、S波片；

所述结果检测组件的光学元件包括：以光线传播方向依次放置的第二薄膜偏振光、感光元件；

所述测量组件的光学元件包括：被测晶体放置位、45°镜、耦合透镜、泵浦源。

在一些实施例中，优选为，所述光处理组件还包括：四分之一波片，所述四分之一波片设置于所述第一薄膜偏振片和所述S波片之间的光路上。

在一些实施例中，优选为，所述光处理组件还包括：：一个以上的45°反射镜，所述45°反射镜安装于S波片之前的光路经过的相邻两个光学元件之间。

在一些实施例中，优选为，所述45°反射镜的个数为2个，在光路上相对而设。

在一些实施例中，优选为，所述指示光源可以采用任何连续激光，比如：采用连续1064nm或633nm的He-Ne激光，根据实际需要选择并与S波片中心波长匹配即可。

在一些实施例中，优选为，所述感光元件(10)采用CCD图像传感器。

本发明还提供了一种晶体对轴对称偏振光热焦距的测量方法，其包括如下步骤：

S1：指示光源射出激光，并通过第一薄膜偏振片使激光起偏获得水平偏振光；

S2：水平偏振光依次进入S波片获得轴对称偏振光；

S3：将第二薄膜偏振光、感光元件放置在安装位上；

S4:所述轴对称偏振光通入第二薄膜偏振片后用感光元件观察，观察是否分瓣，若观察结果为上下分瓣或左右分瓣，则进入步骤S5；

S5：拆卸第二薄膜偏振光、感光元件；将轴对称偏振光通过测量组件的光学元件，测量光线焦点位置距晶体中心的距离，即为轴对称偏振光对该晶体的热焦距；

所述测量组件的光学元件包括：被测晶体放置位、45°镜、耦合透镜、泵浦源。

在一些实施例中，优选为，在所述S1和S2之间，所述测量方法还包括：

S6:在S波片和第一薄膜偏振片之间安装四分之一波片；

S7：水平偏振光穿过所述四分之一波片，通过旋转四分之一波片，以达到S4的观察效果。

在一些实施例中，优选为，在所述S1和S2之间，所述测量方法还包括：

S8：在S波片和第一薄膜偏振片之间设置多个45°反射镜，以将自所述第一薄膜偏振片出来的光反射入所述第一薄膜偏振光之后的第一个所述光学元件。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用线偏振光通入S波片，并利用S波片的特性产生轴对称偏振光，通过轴对称偏振光通入被测晶体判断焦点位置，装置整体结构简单，指示灯更加精确，有效避免了调节狭缝带来的误差。

附图说明

图1为现有技术中晶体对轴对称偏振光热焦距测量方法示意图；

图2本发明的一种晶体对轴对称偏振光热焦距的测量方法及装置的结构示意图；

图3是图1所示的一种晶体对轴对称偏振光热焦距的测量方法及装置的检测径向偏振光通过偏振片后CCD图像传感器上显示的图案；