高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置的制作方法

专利名称：高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置。主要用来提高脉冲非偏振光转换成偏振光的效率。
本发明的技术解决方案是一种高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置，其特点是该装置包括激光泵浦源、激光光源、脉冲发生器、脉冲整形器、起偏元件、选脉冲元件、球面反射镜、转偏元件、汇聚透镜、光束整形器和接收装置，其位置关系是激光泵浦源泵浦激光光源产生的激光入射到脉冲发生器，连续光被调制成脉冲光，该脉冲光入射到脉冲整形器整成啁啾脉冲，该啁啾脉冲入射到起偏元件，产生平行偏振光Ip和垂直偏振光Iv，该平行偏振光Ip输出后直接射向汇聚透镜；而垂直偏振光Iv经选脉冲元件选出相位合适的脉冲入射到反射光元件反射至转偏元件将垂直偏振光Iv的偏振面旋转90°，形成平行偏振光Ip’，亦射向汇聚透镜，两束平行偏振光Ip和Ip’输送到光束整形器，供接收装置接收使用；所述的激光光源可采用光纤固体激光器、或半导体激光器、或其他固态激光器；所述的脉冲整形器可由光电脉冲模块、或非线性光学元件、或非线性光纤、或光栅对构成。
所述的光束整形器可由非线性光纤、或光栅对、或透镜构成。
经发明人实践证明，本发明具有下列优点本发明的偏振装置提高偏振光的效率约40％；起偏元件和转偏元件容易实现，适用的种类较多；可用于各种光斑需求的光学工程中；可用于激光光源和工程光学偏振的种类多；整个装置全部固化，结构简单，容易操作。
6—选脉冲元件 7—球面反射镜 8—转偏元件9—汇聚透镜10—光束整形器 11—接收装置本实施例中，激光泵浦源1是激光二极管，激光光源2是单模光纤激光器，输出波长为1080nm，输出功率100W，激光光源2发射的激光入射到脉冲发生器3上，脉冲发生器3产生的光脉冲入射到脉冲整形器4上，经整形后的脉冲是啁啾脉冲，啁啾脉冲入射到起偏元件5的入射面a上，由起偏元件5出射面b1出射的激光是平行偏振光Ip，出射光功率为49W，由起偏元件5出射面b2出射的是垂直偏振光Iv，垂直偏振光Iv经选脉冲元件6后选出相位合适的脉冲光入射到球面反射镜7之后由转偏元件8转换成平行偏振光Ip’，功率为48.9W。两束平行偏振光Ip和Ip’入射到汇聚透镜9上，汇聚光经光束整形器10整形成为圆形光束后由接收装置11接收，比一般起偏系统提高偏振效率40％以上。
所说的起偏元件5是由尼克耳棱镜，转偏元件8是由半波片构成的。
当然所说的激光光源2的激光器既可以是光纤固体激光器、也可为半导体激光器、或其他固态激光器。
所说的脉冲发生器3是由电光脉冲发生器构成的。
所说的脉冲整形器4是由光电脉冲模块、非线性光学元件、非线性光纤、或光栅对构成的。
所说的选脉冲装置6是由光电频率选择器构成的。
所说的汇聚元件7是凹面反射镜构成的。
所说的光束整形器10是由非线性光纤、光栅对、或透镜构成的。
所说的激光泵浦源1是激光二极管、或其它波段激光器。
所说的接收装置11是CCD二极管列阵探测器，或者是光电二极管，或者是光电倍增管，或者是多通道板，或是示波器，或者是计算机，或者是其他使用装置。
本发明的工作过程是当激光光源2发出的激光入射到脉冲发生器3上时，连续光被调制成脉冲光，脉冲光入射到脉冲整形器4上被整成啁啾脉冲，啁啾脉冲入射到起偏元件5上，Ip平行偏振光和Iv垂直偏振光分别由起偏元件5出射面b1出射OO1平行偏振光和出射面b2出射OO2垂直偏振光。垂直偏振光Iv经选脉冲元件6选出相位合适的脉冲，被选出的脉冲光入射到反射光元件7上，改变OO2的传播方向到O2O3，由转偏元件8将O2O3垂直偏振光Iv转90°成为平行偏振光Ip’，两束平行偏振光Ip和Ip’由汇聚透镜9输送到光束整形器10上，经整形的光束可整成线形、均匀园形、方形、或矩形的光斑，整形后的光束入射到接收装置11上。
权利要求
1.一种高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置，其特征在于该装置包括激光泵浦源(1)、激光光源(2)、脉冲发生器(3)、脉冲整形器(4)、起偏元件(5)、选脉冲元件(6)、球面反射镜(7)、转偏元件(8)、汇聚透镜(9)、光束整形器(10)和接收装置(11)，其位置关系是激光泵浦源(1)泵浦激光光源(2)产生的激光入射到脉冲发生器(3)，连续光被调制成脉冲光，该脉冲光入射到脉冲整形器(4)整成啁啾脉冲，该啁啾脉冲入射到起偏元件(5)，产生平行偏振光Ip和垂直偏振光Iv，该平行偏振光Ip输出后直接射向汇聚透镜(9)；而垂直偏振光Iv经选脉冲元件(6)选出相位合适的脉冲入射到反射光元件(7)反射至转偏元件(8)将垂直偏振光Iv的偏振面旋转90°，形成平行偏振光Ip’，亦射向汇聚透镜(9)，两束平行偏振光Ip和Ip’输送到光束整形器(10)，供接收装置(11)接收使用。
2.根据权利要求1所述的高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置，其特征在于所述的激光光源(2)可采用光纤固体激光器、或半导体激光器、或其他固态激光器。
3.根据权利要求1所述的高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置，其特征在于所述的脉冲整形器(4)可由光电脉冲模块、或非线性光学元件、或非线性光纤、或光栅对构成。
4.根据权利要求1所述的高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置，其特征在于所述的光束整形器(10)可由非线性光纤、或光栅对、或透镜构成。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置，其特征在于所述的接收装置(11)可为CCD二极管列阵探测器、或光电二极管、或光电倍增管、或多通道板、或示波器、或计算机、或其他使用装置。
全文摘要
一种高功率脉冲光纤固体激光高效偏振装置，由激光泵浦源、激光光源、脉冲发生器、脉冲整形器、起偏元件、选脉冲元件、球面反射镜、转偏元件、汇聚透镜、光束整形器和接收装置构成，本发明装置的优点是可提高偏振光的强度，整个装置全部固化、结构简单、容易操作。
文档编号G02B27/18GK1425938SQ03114818
公开日2003年6月25日 申请日期2003年1月10日 优先权日2003年1月10日
发明者金石琦 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所