專利名稱：一種起偏器的實(shí)現(xiàn)方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及激光領(lǐng)域的起偏器及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的基于晶體雙折射性質(zhì)的起偏器是使自然光入射時(shí)晶體中的一束線偏 振光在偏振棱鏡內(nèi)發(fā)生全反射，而只出射一束線偏振光。比如格蘭-湯姆遜棱鏡 是由兩塊方解石直角棱鏡沿斜面相對膠合而成，光軸取向垂直于通光面并相互
平行。當(dāng)光垂直于棱鏡端面入射時(shí)，o光和e光均不發(fā)生偏折，他們在斜面上的 入射角等于棱鏡斜面與直角面的夾角6。制作時(shí)應(yīng)使膠合劑的折射率大于并接
近非常光的折射率但小于尋常光折射率，并選取e角大于o光在膠合面上的臨
界角。這樣o光在膠合面上將發(fā)生全反射，并被棱鏡直角面上涂層吸收；而e 光，由于折射率幾乎不變而無偏折的從棱鏡出射。這種起偏棱鏡由于是由兩塊 方解石膠合而成，因此體積都比較大。另一種起偏器是采用PBS膜棱鏡或PBS 膜片構(gòu)成起偏器，PBS棱鏡尺寸較大，PBS膜起偏器一般入射光有大角度入射， 因此尺寸亦較大，另外其抗激光損傷能力有限，還有一種采用玻璃制作的起偏 器，其缺點(diǎn)是亦吸收、較大激光功率亦難承受，同時(shí)易引起光束質(zhì)量變化，同 樣塑料控制起偏器亦只能在低功率下使用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述問題，本發(fā)明提出一種利用各向異性晶體兩個(gè)偏振方向在部分 光譜范圍內(nèi)的吸收不 一致構(gòu)成的平面薄片起偏器以及其應(yīng)用。 .本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的起偏器的實(shí)現(xiàn)方法是選擇兩個(gè)偏振方向在部分特定的光語范圍內(nèi)的吸收不一致的各向異性晶體，制成光學(xué)平面薄片。
'進(jìn)一步的，所述的各向異性晶體是Nd: YV04晶體，其所述的特定的光語范圍 是850nm-900nm。
更進(jìn)一步的，所述的特定的光鐠范圍是880nm。
進(jìn)一步的，所述的各向異性晶體是Cr:BeAl20,晶體，其所述的特定的光譜范 圍是600nm-700nm。
進(jìn)一步的，所述的各向異性晶體是Cr:ZnW04晶體，其所述的特定的光語范 圍是900nm-1000nm。
更進(jìn)一步的，所述的特定的光譜范圍是946nm。
本發(fā)明的起偏器可以應(yīng)用于激光領(lǐng)域的多種裝置中，其中主要包括 一、 應(yīng)用各向同性激光晶體、所述的起偏器和倍頻晶體構(gòu)成倍頻激光器。 二 、 直接應(yīng)用所述的起偏器構(gòu)成有 一定消光比的起偏器。 三、應(yīng)用所述的起偏器、法拉第旋轉(zhuǎn)器和檢偏器構(gòu)成光隔離器。
因本發(fā)明采用如上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)體積很小、激光損傷閾值高、 散熱性能好、易于大批量生產(chǎn)、成本較低。


圖1是Nd: YV04晶體的tt方向吸收和a方向吸收特性圖2是Cr: BeA1204晶體的偏振吸收特性圖3是Cr: ZnW04晶體的偏振吸收特性圖4是本發(fā)明的起偏器的第一種應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明的起偏器的第二種應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的起偏器的第三種應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合

和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
本發(fā)明主要建立在各向異性晶體兩個(gè)偏振方向在部分光譜范圍內(nèi)吸收不一
致的基礎(chǔ)之上。基本工作原理很多各向異性晶體的兩個(gè)偏振方向的吸收存在 差別，在一些特殊的光i普范圍內(nèi)，兩個(gè)方向的吸收不一致。如圖1所示為Nd: YV04 晶體的丌方向吸收和c7方向吸收。在880nm處，cr方向吸收幾乎為零，而tt方 向則存在一定的吸收，假如我們將這種晶體制作成高濃度M:YVO,平面薄片，使 得光軸在通光平面內(nèi)，當(dāng)該波段范圍內(nèi)的光通過此平面薄片時(shí)，由于a方向吸
收幾乎為零，而7i方向存在一定的吸收，因此出射光幾乎是沿著tt方向偏振。
這樣就可以達(dá)到某些波長范圍的光起偏的目的。如圖2和圖3所示，分別是Cr: BeAlA和Cr: ZnW04的偏振吸收特性圖。可以看出，Cr: BeAh04在600-700咖 范圍內(nèi)平行a軸的吸收很小，而在平行b軸方向的吸收較大，因此可以制作出 在該波段范圍內(nèi)的偏振器。而Cr: ZnWO,則在900-1 OOOnm范圍內(nèi)平行a軸的吸 收很小，平行b軸的吸收4交大，因此亦可以制作在900-1000nm范圍內(nèi)的平面薄 片當(dāng)起偏器。
.本發(fā)明的起偏器可以應(yīng)用于激光領(lǐng)域的多種裝置中，其中主要包括 一、如圖4所示，101為各向同性激光晶體，102為本發(fā)明的起偏器，103 為倍頻晶體。泵浦光通過各向同性激光晶體101,在通光面上泵浦光被激光晶體 吸收IOI,發(fā)出激光。但由于是各向同性激光晶體，因此這種激光沒有偏振特性。 在激光晶體101后加入本發(fā)明的起偏器的平面薄片102，其光軸在通光平面內(nèi)。 當(dāng)光束通過該起偏器102， 一個(gè)偏振方向的吸收為零或較小，而另一個(gè)偏振方向 的吸收較大，因此可達(dá)到起偏的目的。這樣光束再通過倍頻晶體103,才能有效 倍頻。這里平面薄片只用于激光光束起偏，需一個(gè)方向吸收很小，另一個(gè)方向吸收較大，即部分偏振即可。例如，若101為Nd:YAG, 102為Cr:ZnW04, 103 為BiBO,則在946nm處可對激光腔起偏，從而獲得倍頻效率較高的倍頻光。
二、 如圖5所示為本發(fā)明用于光學(xué)起偏的情況， 一定范圍波長的光通過該 起偏器201后， 一個(gè)光軸方向不吸收，或吸收l^??；另一個(gè)光軸方向吸收4艮大， 出射的光具有偏振特性從而構(gòu)成有一定消光比的起偏器201。
三、 圖6所示為本發(fā)明用于光隔離器的情形，301為起偏器，302為法拉第 旋轉(zhuǎn)器，303為檢偏器。通過本發(fā)明的光學(xué)薄片的起偏器301起偏后，光線變成 線偏振光，經(jīng)法拉第旋轉(zhuǎn)器302旋轉(zhuǎn)45° ,偏振方向正好與4全偏器303偏振方 向一致，光線通過。而經(jīng)后面的光路反射回的光再次經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器302時(shí) 又被旋轉(zhuǎn)45° ，再次經(jīng)過301時(shí)，由于偏振方向垂直，因此不能通過起偏器301, 從而達(dá)到了反向隔離的作用。
本發(fā)明由于采用晶體作起偏器，其散熱性能好、激光破壞閾值高、尺寸小、 易于大批量生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域特別是激光與光通訊領(lǐng)域。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式 上和細(xì)節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種起偏器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于選擇兩個(gè)偏振方向在部分特定的光譜范圍內(nèi)的吸收不一致的各向異性晶體，制成光學(xué)平面薄片。
2. 如權(quán)利要求1所述的起偏器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的各向異性晶體 是Nd: YV04晶體，其所述的特定的光譜范圍是850nm-900nm。
3. 如權(quán)利要求2所述的起偏器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的特定的光謙范 '圍是880nm。
4. 如權(quán)利要求1所述的起偏器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的各向異性晶體 是Cr: BeAl204晶體，其所述的特定的光語范圍是600nm-700nm。
5. 如權(quán)利要求1所述的起偏器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的各向異性晶體 是Cr: ZnM)4晶體，其所述的特定的光謙范圍是900nm-1000nm。
6. 如權(quán)利要求5所述的起偏器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的特定的光譜范 圍是946nm。
7. 如權(quán)利要求1所述的起偏器的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用各向同性激光晶體(101)、所述的起偏器(102)和倍頻晶體(103)構(gòu)成倍頻激光器。
8. 如權(quán)利要求1所述的起偏器的應(yīng)用，其特征在于直接應(yīng)用所述的起偏器(201)構(gòu)成有一定消光比的起偏器。
9. 如權(quán)利要求1所述的起偏器的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用所述的起偏器(301)、 法拉第旋轉(zhuǎn)器(302 )和檢偏器(303 )構(gòu)成光隔離器。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及激光領(lǐng)域的起偏器及其應(yīng)用。本發(fā)明公開了一種利用摻雜的各向異性晶體兩個(gè)偏振方向在部分光譜范圍內(nèi)的吸收不一致構(gòu)成的偏振器和部分偏振器?？梢詰?yīng)用于激光器起偏，也可以用于光學(xué)隔離器中，還能用于光學(xué)起偏。較傳統(tǒng)的雙折射起偏棱鏡及其他種類的起偏器而言，它具有很多優(yōu)點(diǎn)體積很小，激光損傷閾值高，散熱性能好，易于大批量生產(chǎn)、成本較低。
文檔編號G02F1/09GK101424762SQ20081007209
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者凌吉武, 盧秀愛, 礪 吳, 楊建陽, 英 邱, 陳衛(wèi)民 申請人:福州高意通訊有限公司