[发明专利]一种高精度激光偏振特性测量校准装置

说明书

本发明属于光学计量领域，公开了一种高精度激光偏振特性测量校准装置，激光器组件发出的光经过激光稳功率仪后，再经过分束镜分束变成两束光，一束作为测量光路，另一束作为监视光路，监视光路的信号由探测放大系统进行探测，测量光路的光束经过偏振控制系统后，由偏振测量系统进行探测；由探测放大系统和偏振测量系统输出的电流信号经过高精度同步采集电路采集处理，利用监视光路中测量得到的激光功率值对测量光路中激光功率测量结果进行动态实时补偿，可以进一步降低激光功率的漂移对测量结果产生影响。本发明解决了目前高精度激光光源偏振度及偏振态的校准难题，具有测量准确度高，应用前景广的特点。

技术领域

本发明属于光学计量与测量技术领域，涉及一种可见光波段和近红外波段激光偏振特性测量校准装置。

背景技术

偏振是光波的一项基本特性，光波的偏振特性参数主包括光的偏振度、椭偏率以及偏振方位角。激光是一种典型的偏振光，其输出通常是消光比(水平振动与垂直振动分量之比)大于100：1的线偏振光，偏振光的偏振方向与激光器布儒斯特出射窗的方位有关。

利用激光的偏振特性进行目标探测是目前一个十分活跃的研究领域。如激光偏振水下目标探测技术，利用物体后向散射偏振度大于水体悬浮粒子后向散射光的偏振度原理，用激光作为照明光源并在探测器前放置线偏振器或圆偏振器，以减小悬浮粒子后向散射光，达到提高水下目标成像清晰度和对比度的目的；激光雷达技术，通过分析云层散射光偏振特性，进而获得云层分布、云的种类和高度、大气气溶胶粒子的尺寸分布等参数，为大气物理提供有用的数据；自由空间激光通信技术，利用激光偏振态调制克服光在大气中传输时的光斑畸变，达到提高自由空间激光通信系统抗大气扰动能力、提高通信信噪比的目的。

随着自由空间激光通信技术、空间偏振遥感探测、水下目标探测识别等相关技术的不断发展，对激光偏振特性进行准确测量受到越来越多的重视，目前已经开发并应用了大量激光偏振特性测量仪。现有激光偏振特性测量仪主要有两种，一种是基于分振幅的激光偏振特性测量仪，另一种是基于1/4波片法的激光偏振特性测量仪，其基本原理都是利用偏振器件获得不同偏振特性的偏振光，并利用光电探测器对不同偏振特性的光信号进行分析计算而得到激光的偏振度、椭偏率以及偏振方位角等性能参数。

激光偏振特性测量仪是一种精密检测仪器，其测量精度与光电探测器的光电响应特性、偏振器件定位准确度以及入射光的入射角等密切相关。由于光电探测器的光电响应特性、偏振器件定位准确度会随设备的长期运转而发生改变，因此当激光偏振特性测量仪工作一段时间后，就需要用测量准确度高、性能稳定的校准装置对激光偏振特性测量仪进行校准，以保证激光偏振特性测量仪的测量准确度。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种高精度激光偏振特性测量校准装置，用于对激光偏振特性测量仪进行校准，具备工作波长范围宽、稳定性好、能够提供高准确度偏振特性参数量值等特点，以满足不同类型、不同波长范围的激光偏振特性测量仪校准。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高精度激光偏振特性测量校准装置，包括高稳定度激光光源系统、偏振控制系统、偏振测量系统以及内置了偏振特性测量校准软件包的计算机。

所述激光光源系统提供高稳定度测试偏振光源，包括激光器组件1、激光稳功率仪2和分束镜3；激光器组件1包含电动平移台1-1和激光器1-2、1-3、1-4和1-5等，所有激光器均固定在一维电动移动平台上；通过控制电动平移台1-1的移动位置，可以将所需要的测试波长的激光器移入光路；激光器组件1发出的光经过激光稳功率仪2后，再经过分束镜3分束变成两束光，一束作为测量光路，另一束作为监视光路，监视光路的信号由探测放大系统5进行探测，测量光路的光束经过偏振控制系统4后，由偏振测量系统6进行探测；由探测放大系统5和偏振测量系统6输出的电流信号经过高精度同步采集电路采集处理，利用监视光路中测量得到的激光功率值对测量光路中激光功率测量结果进行动态实时补偿，可以进一步降低激光功率的漂移对测量结果产生影响。