一種偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及聲光調(diào)制領(lǐng)域，公開(kāi)了一種偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器，包括聲光晶體及其驅(qū)動(dòng)裝置，在所述聲光晶體前后的光路上分別設(shè)有第一偏振分光元件與第一1/2波片組合和第二1/2波片與第二偏振分光元件組合。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)使得入射激光無(wú)論是什么偏振態(tài)，在進(jìn)入聲光晶體的時(shí)候均完全變成豎直線偏振光，在聲光晶體內(nèi)發(fā)生衍射后的衍射光再利用偏振分光元件和1/2波片的組合進(jìn)行合束，再耦合進(jìn)輸出準(zhǔn)直器繼續(xù)傳播，從而有效地消除了聲光調(diào)制器衍射效率與入射光偏振的相關(guān)性，也保證了衍射效率的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證光纖激光器出光功率的穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】
-種偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及聲光調(diào)制領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前在光纖激光器和固體激光器領(lǐng)域，聲光調(diào)制器W及其他聲光器件W其優(yōu)良的 性能而得到廣泛的應(yīng)用，目前常用的聲光晶體主要有二氧化蹄(Te02)和石英晶體(Crystal Quadz)等。尤其在光纖激光器領(lǐng)域，使用Te02晶體制作的光纖禪合聲光調(diào)制器應(yīng)用較多， 也很方便。我們知道，在一般的光纖激光器中，由于普通光纖(非保偏光纖)本身的特性，光 在光纖中傳播的過(guò)程中，即使本來(lái)是線偏振光，偏振態(tài)也會(huì)一直發(fā)生改變，且是不易控制 的，當(dāng)然運(yùn)對(duì)于光纖激光器本身來(lái)說(shuō)并不會(huì)有太大的影響，然而，對(duì)于聲光晶體來(lái)說(shuō)，入射 光的偏振態(tài)將會(huì)影響一級(jí)衍射光的衍射效率，進(jìn)而會(huì)影響到光纖激光器的出光功率。
[0003] WTe02晶體為例，僅考慮正常聲光相互作用的情況下，當(dāng)入射光（假定波長(zhǎng)入= 632.8皿)W布拉格角入射時(shí)，超聲波沿晶體[001 ]方向傳播，入射光沿[010 ]方向傳播，入射 光的一級(jí)衍射光的衍射效率（由n來(lái)表示)公式，
[0004]
[0005] 其中，^表不入射光的波長(zhǎng)，M2表不聲光優(yōu)值，Pac表不聲光晶體中超聲波的功率，L 和H分別表示換能器的長(zhǎng)度和寬度。設(shè)定A = 632.8nm，Pac = 0.55W，L = 2.5mm，H=0.4mm。
[0006] 如下表，引自烏克蘭《物理光學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第3期第15卷《Te02晶體各向異性的聲 光品質(zhì)因素》:Te02晶體的各向聲光相互作用的條件和實(shí)驗(yàn)性的聲光參數(shù)，及相應(yīng)的計(jì)算參 數(shù)。
[0007]
[000引
[0009] 根據(jù)W上表格中的數(shù)據(jù)我們可W得到，對(duì)于水平偏振光，M2 = 25.6Xl〇-iV/kg;對(duì) 于豎直偏振光來(lái)說(shuō)，M2 = 34.5Xl(TiV/kg。根據(jù)一級(jí)衍射光衍射效率公式可W得到，對(duì)于水 平偏振光，n水平=74.4 % ;對(duì)于豎直偏振光，11?殖=87.4 %。可W看到，在相同的條件下，由于 入射光偏振態(tài)的不同，一級(jí)光衍射效率相差甚至達(dá)到13%。
[0010] 如圖1所示為當(dāng)下應(yīng)用較多的光纖禪合聲光調(diào)制器的示意圖：光纖1傳輸?shù)娜肷涔?經(jīng)輸入準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直后W布拉格角B入射到聲光晶體3內(nèi)，經(jīng)聲光調(diào)制衍射后，其一級(jí)衍射光 再由輸出準(zhǔn)直器4禪合到光纖1內(nèi)繼續(xù)傳輸。假設(shè)經(jīng)光纖禪合到輸入準(zhǔn)直器2射出的入射光 為自然光，設(shè)定^=632.8皿，Pac = O. 5抓，L = 2.5mm，H=0.4mm;考慮可W將自然光等效分解 為偏振態(tài)相互垂直的兩個(gè)分量，按照豎直和水平偏振態(tài)下M2值，進(jìn)行計(jì)算，先不考慮光纖禪 合引入的差損，可得此時(shí)的一級(jí)光衍射效率為n = 80.9%。然而，在實(shí)際情況中，從來(lái)自輸入 準(zhǔn)直器2的入射光即使功率穩(wěn)定，但由于偏振態(tài)是隨機(jī)的，可能導(dǎo)致實(shí)際衍射效率一直存在 波動(dòng)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致光纖激光器出光功率存在波動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本實(shí)用新型的目的在于，提出一種偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器，可有效減少入射光偏 振態(tài)對(duì)聲光晶體衍射效率的影響，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
[0012] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:一種偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器，包 括聲光晶體及其驅(qū)動(dòng)裝置，在所述聲光晶體前后的光路上分別設(shè)有第一偏振分光元件與第 一1/2波片組合和第二1/2波片與第二偏振分光兀件組合;入射光經(jīng)第一偏振分光兀件分為 偏振態(tài)相互垂直的兩束線偏振光:豎直線偏振光和水平線偏振光;其中，豎直線偏振光直接 入射到聲光晶體內(nèi)，水平線偏振光則經(jīng)過(guò)第一 1/2波片之后旋轉(zhuǎn)為豎直線偏振光，再入射到 聲光晶體內(nèi)；兩束豎直線偏振光經(jīng)聲光晶體衍射后，其中一束的一級(jí)衍射光直接入射到第 二偏振分光元件內(nèi)，另一束的一級(jí)衍射光則經(jīng)過(guò)第二1/2波片后旋轉(zhuǎn)為水平線偏振光，再入 射到第二偏振分光元件內(nèi)，所述兩束一級(jí)衍射光經(jīng)第二偏振分光元件后合為一束光輸出。
[0013] 進(jìn)一步的，所述第一偏振分光元件為走離晶體(walk-off晶體)或PBS晶體;所述第 二偏振分光元件為走離晶體(wa化-off晶體)或PBS晶體。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果為:有效地消除了聲光調(diào)制器衍射效率與入射光偏振的相 關(guān)性，提高了衍射效率，而且也保證了衍射效率的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證光纖激光器出光功率的 穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】

[0015] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光纖禪合的聲光調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型聲光調(diào)制器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 附圖標(biāo)示：1、光纖;2、輸入準(zhǔn)直器;3、聲光晶體;4、輸出準(zhǔn)直器;5、第一走離晶體； 6、第一 1/2波片;7、第二1/2波片;8、第二走離晶體;B布拉格角。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019] 本實(shí)用新型采用一個(gè)偏振分光元件（如Walk-Off晶體或PBS晶體)和1/2波片組合 對(duì)輸入準(zhǔn)直器出射光進(jìn)行分束，使得入射激光無(wú)論是什么偏振態(tài)，在進(jìn)入聲光晶體的時(shí)候 均完全變成豎直線偏振光，在聲光晶體內(nèi)發(fā)生衍射后的衍射光再利用偏振分光元件和1/2 波片的組合進(jìn)行合束，再禪合進(jìn)輸出準(zhǔn)直器繼續(xù)傳播，從而有效地消除了聲光調(diào)制器衍射 效率與入射光偏振的相關(guān)性，也保證了衍射效率的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證光纖激光器出光功率 的穩(wěn)定性。
[0020] 如圖2所示，為本實(shí)用新型偏振無(wú)關(guān)聲光調(diào)制器實(shí)施例，包括聲光晶體3及其驅(qū)動(dòng) 裝置（圖中未示出），在該聲光晶體前的光路上依光路設(shè)置的第一走離晶體5,與第一 1/2波 片6組合，在其后的光路上對(duì)稱地引入1/2波片和走離晶體，如依光路設(shè)置第二1/2波片7與 第二走離晶體8組合，如此W保證分束后的兩束光的衍射光光程和相位相同，也保證了兩束 光合為一束光后可W禪合進(jìn)同一個(gè)輸出準(zhǔn)直器內(nèi)。光纖1傳輸?shù)娜肷涔饨?jīng)輸入準(zhǔn)直器2準(zhǔn)直 后，再經(jīng)第一走離晶體5分為偏振態(tài)相互垂直的兩束線偏振光:豎直線偏振光和水平線偏振 光，即O光和e光，且兩束光光強(qiáng)相同；其中，豎直線偏振光(0光)直接W布拉格角B入射到聲 光晶體3內(nèi)，水平線偏振光(e光）則經(jīng)過(guò)第一 1/2波片6之后旋轉(zhuǎn)為豎直線偏振光，再W布拉 格角B入射到聲光晶體3內(nèi)；兩束豎直線偏振光經(jīng)聲光晶體3，在聲光晶體3內(nèi)發(fā)生布拉格衍 射后，一級(jí)衍射光仍為豎直線偏振光.其中一束(如原e光）的一級(jí)衍射光直接入射到第二走 離晶體8內(nèi)成為O光，另一束（如原O光）的一級(jí)衍射光則經(jīng)過(guò)第二1/2波片7后旋轉(zhuǎn)為水平線 偏振光，再入射到第二走離晶體8內(nèi)成為e光，如此可使得兩束光的光程和相位剛好處于合 束的最佳條件。上述兩束一級(jí)衍射光經(jīng)第二走離晶體8后合為一束光輸出，最后由輸出準(zhǔn)直 器4禪合到光纖1內(nèi)繼續(xù)傳輸。
[0021] 假設(shè)各參數(shù)均與【背景技術(shù)】(圖1)所述的參數(shù)相同，且先不考慮插入走離晶體和1/2 波片引起的損耗，也不考慮光纖禪合引入的損耗，則可W計(jì)算出該實(shí)施例中的一級(jí)光衍射 效率為11 = 87.4%。明顯的，該實(shí)施例中的衍射效率比圖1所示現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的衍射效率提 高了 6.5%。如果再將插入走離晶體和1/2波片引入的差損考慮進(jìn)去，其衍射效率也能保證 提高至少5%。而且，最為明顯的，只要來(lái)自輸入準(zhǔn)直器的入射光功率穩(wěn)定，即使偏振態(tài)是隨 機(jī)的，那么+ 1級(jí)衍射光的衍射效率也是基本保持一致的，進(jìn)而使得光纖激光器出光功率也 比較穩(wěn)定。
[0022] 上述實(shí)施例中，走離晶體也可由其他偏振分光元件替代，如PBS晶體等。
[0023] 盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，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(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器，包括聲光晶體及其驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:在所述聲光 晶體前后的光路上分別設(shè)有第一偏振分光元件與第一 1/2波片組合和第二1/2波片與第二 偏振分光元件組合;入射光經(jīng)第一偏振分光元件分為偏振態(tài)相互垂直的兩束線偏振光:豎 直線偏振光和水平線偏振光;其中，豎直線偏振光直接入射到聲光晶體內(nèi)，水平線偏振光則 經(jīng)過(guò)第一 1/2波片之后旋轉(zhuǎn)為豎直線偏振光，再入射到聲光晶體內(nèi)；兩束豎直線偏振光經(jīng)聲 光晶體衍射后，其中一束的一級(jí)衍射光直接入射到第二偏振分光元件內(nèi)，另一束的一級(jí)衍 射光則經(jīng)過(guò)第二1/2波片后旋轉(zhuǎn)為水平線偏振光，再入射到第二偏振分光元件內(nèi)，所述兩束 一級(jí)衍射光經(jīng)第二偏振分光元件后合為一束光輸出。2. 如權(quán)利要求1所述偏振無(wú)關(guān)的聲光調(diào)制器，其特征在于:所述第一偏振分光元件為走 離晶體或PBS晶體;所述第二偏振分光元件為走離晶體或PBS晶體。
【文檔編號(hào)】H01S3/10GK205691894SQ201620555612
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日 公開(kāi)號(hào)201620555612.1, CN 201620555612, CN 205691894 U, CN 205691894U, CN-U-205691894, CN201620555612, CN201620555612.1, CN205691894 U, CN205691894U
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