[发明专利]具有相位移反射器的声光系统

说明书

本发明关于一种光束定位器，其大体经特性化为包括第一声光(AO)偏转器(AOD)，该第一声光(AO)偏转器(AOD)可操作用以使线性偏振镭射光的入射光束绕射，其中该第一AOD具有第一绕射轴且其中该第一AOD定向使得该第一绕射轴与该线性偏振镭射光的偏振平面具有预定空间关系。该光束定位器可包括配置于光束路径内的至少一个相移反射器，光可沿着该光束路径自该第一AOD传播。该至少一个相移反射器可被配置及定向以旋转由该第一AOD绕射的光的偏振平面。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张于2017年9月22日申请的美国临时专利申请案第62/562,047号的权益，该申请案以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

有时被称作布拉格单元的声光(acousto-optic；AO)装置使用处于射频的声波使光绕射并移位。这些装置常用于Q切换、电信系统中的信号调变、显微镜系统中的镭射扫描及光束强度控制、频率移位、光谱系统中的波长滤波。许多其他应用适合于使用声光装置。举例而言，AO偏转器(AO deflector；AOD)可用于基于镭射的材料处理系统中。

在典型AO装置中，转换器附接至AO介质(亦被称作「AO单元」)，典型地为晶体或玻璃，其对待绕射光的波长是适当透明的。RF信号(亦被称作「驱动信号」)施加于转换器(例如从RF驱动器施加)，由此驱动转换器在特定频率下振动以产生在AO介质中传播的声波，其表现为在AO介质中的扩增及压缩的周期区域，由此产生在AO介质内的周期性改变的折射率。周期性改变的折射率类似于可使传播通过AO介质的激光束绕射的光栅起作用。

参考图1，AOD 100大体上包括AO介质102、附接至AO介质102(亦即，在AO介质102的转换器端处)的转换器104，且亦可包括附接至AO介质102(亦即，在与转换器端相对的AO介质102的吸收器端处)的吸音器(acoustic absorber)106。RF驱动器108通常电耦接至转换器104的输入以驱动AOD 100。供形成AO介质102的材料依据待偏转的激光束中的光的波长而选择。转换器104大体上为压电转换器，且可操作用以响应于借由RF驱动器108输出的输入RF信号(亦即驱动信号)而振动。RF驱动器108可操作用以产生最后输入至转换器104的驱动信号。

大体而言，转换器104附接至AO介质102，使得由转换器104产生的振动可形成对应声波(例如，如由线112指示)，该声波在AO介质102内沿着AOD 100的绕射轴110自转换器端朝着吸音器106传播。如图1中例示性地说明，当驱动信号(例如，其特性为频率、振幅、相位等)施加至转换器104时，转换器104振动以产生在AO介质102内传播的声波，借此产生在AO介质102内周期性改变的折射率。如此项技术中已知，周期性改变的折射率用以使激光束(例如沿光束路径114传播)，其入射于AO介质102的第一表面102a上且以相对于声波量测的布拉格角度0_B经由AO介质102传播。

使镭射光的入射光束绕射形成绕射图案，其典型地包括零阶及一阶绕射峰，且亦可包括高阶绕射峰(例如二阶、三阶等)。如此项技术中已知，镭射光的绕射光束在零阶绕射峰中的部分被称为「零阶」光束，镭射光的绕射光束在一阶绕射峰中的部分被称为「一阶」光束，等等。大体而言，零阶光束及其他绕射阶光束(例如一阶光束等)在射出AO介质102(例如，经由AO介质102的与第一表面102a相对的第二表面102b出射)后沿着不同光束路径传播。举例而言，零阶光束沿零阶光束路径传播，一阶光束沿一阶光束路径传播，等等。零阶与其他绕射阶光束路径之间的角度(例如零阶与一阶光束路径之间的角度0_D)对应于经施加以使入射于AO介质102上的镭射光光束绕射的驱动信号中的频率(或多种频率)。