一种偏振无关的声光调制器制造技术

本实用新型专利技术涉及声光调制领域，公开了一种偏振无关的声光调制器，包括声光晶体及其驱动装置，在所述声光晶体前后的光路上分别设有第一偏振分光元件与第一1/2波片组合和第二1/2波片与第二偏振分光元件组合。本实用新型专利技术的结构使得入射激光无论是什么偏振态，在进入声光晶体的时候均完全变成竖直线偏振光，在声光晶体内发生衍射后的衍射光再利用偏振分光元件和1/2波片的组合进行合束，再耦合进输出准直器继续传播，从而有效地消除了声光调制器衍射效率与入射光偏振的相关性，也保证了衍射效率的稳定性，进而保证光纤激光器出光功率的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及声光调制领域，尤其涉及一种偏振无关的声光调制器。
技术介绍
当前在光纤激光器和固体激光器领域，声光调制器以及其他声光器件以其优良的性能而得到广泛的应用，目前常用的声光晶体主要有二氧化碲(TeO2)和石英晶体(Crystal Quartz)等。尤其在光纤激光器领域，使用TeO2晶体制作的光纤耦合声光调制器应用较多，也很方便。我们知道，在一般的光纤激光器中，由于普通光纤(非保偏光纤)本身的特性，光在光纤中传播的过程中，即使本来是线偏振光，偏振态也会一直发生改变，且是不易控制的，当然这对于光纤激光器本身来说并不会有太大的影响，然而，对于声光晶体来说，入射光的偏振态将会影响一级衍射光的衍射效率，进而会影响到光纤激光器的出光功率。以TeO2晶体为例，仅考虑正常声光相互作用的情况下，当入射光(假定波长λ＝632.8nm)以布拉格角入射时，超声波沿晶体[001]方向传播，入射光沿[010]方向传播，入射光的一级衍射光的衍射效率(由η来表示)公式， η = sin 2 [ π λ ( M 2 · P a c · L 2 · H ) 1 / 2 ] ]]>其中，λ表示入射光的波长，M2表示声光优值，Pac表示声光晶体中超声波的功率，L和H分别表示换能器的长度和宽度。设定λ＝632.8nm，Pac＝0.55W,L＝2.5mm，H＝0.4mm。如下表，引自乌克兰《物理光学学报》2014年第3期第15卷《TeO2晶体各向异性的声光品质因素》：TeO2晶体的各向声光相互作用的条件和实验性的声光参数，及相应的计算参数。根据以上表格中的数据我们可以得到，对于水平偏振光，M2＝25.6×10-15s3/kg；对于竖直偏振光来说，M2＝34.5×10-15s3/kg。根据一级衍射光衍射效率公式可以得到，对于水平偏振光，η水平＝74.4％；对于竖直偏振光，η竖直＝87.4％。可以看到，在相同的条件下，由于入射光偏振态的不同，一级光衍射效率相差甚至达到13％。如图1所示为当下应用较多的光纤耦合声光调制器的示意图：光纤1传输的入射光经输入准直器2准直后以布拉格角B入射到声光晶体3内，经声光调制衍射后，其一级衍射光再由输出准直器4耦合到光纤1内继续传输。假设经光纤耦合到输入准直器2射出的入射光为自然光，设定λ＝632.8nm，Pac＝0.55W,L＝2.5mm，H＝0.4mm；考虑可以将自然光等效分解为偏振态相互垂直的两个分量，按照竖直和水平偏振态下M2值，进行计算，先不考虑光纤耦合引入的差损，可得此时的一级光衍射效率为η＝80.9％。然而，在实际情况中，从来自输入准直器2的入射光即使功率稳定，但由于偏振态是随机的，可能导致实际衍射效率一直存在波动，进而会导致光纤激光器出光功率存在波动。
技术实现思路
本技术的目的在于，提出一种偏振无关的声光调制器，可有效减少入射光偏振态对声光晶体衍射效率的影响，而且结构简单，成本低。为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：一种偏振无关的声光调制器，包括声光晶体及其驱动装置，在所述声光晶体前后的光路上分别设有第一偏振分光元件与第一1/2波片组合和第二1/2波片与第二偏振分光元件组合；入射光经第一偏振分光元件分为偏振态相互垂直的两束线偏振光：竖直线偏振光和水平线偏振光；其中，竖直线偏振光直接入射到声光晶体内，水平线偏振光则经过第一1/2波片之后旋转为竖直线偏振光，再入射到声光晶体内；两束竖直线偏振光经声光晶体衍射后，其中一束的一级衍射光直接入射到第二偏振分光元件内，另一束的一级衍射光则经过第二1/2波片后旋转为水平线偏振光，再入射到第二偏振分光元件内，所述两束一级衍射光经第二偏振分光元件后合为一束光输出。进一步的，所述第一偏振分光元件为走离晶体(walk-off晶体)或PBS晶体；所述第二偏振分光元件为走离晶体(walk-off晶体)或PBS晶体。本技术的有益效果为：有效地消除了声光调制器衍射效率与入射光偏振的相关性，提高了衍射效率，而且也保证了衍射效率的稳定性，进而保证光纤激光器出光功率的稳定性。附图说明图1为现有技术中光纤耦合的声光调制器结构示意图；图2为本技术声光调制器实施例的结构示意图。附图标示：1、光纤；2、输入准直器；3、声光晶体；4、输出准直器；5、第一走离晶体；6、第一1/2波片；7、第二1/2波片；8、第二走离晶体；B布拉格角。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本技术做进一步说明。本技术采用一个偏振分光元件(如Walk-off晶体或PBS晶体)和1/2波片组合对输入准直器出射光进行分束，使得入射激光无论是什么偏振态，在进入声光晶体的时候均完全变成竖直线偏振光，在声光晶体内发生衍射后的衍射光再利用偏振分光元件和1/2波片的组合进行合束，再耦合进输出准直器继续传播，从而有效地消除了声光调制器衍射效率与入射光偏振的相关性，也保证了衍射效率的稳定性，进而保证光纤激光器出光功率的稳定性。如图2所示，为本技术偏振无关声光调制器实施例，包括声光晶体3及其驱动装置(图中未示出)，在该声光晶体前的光路上依光路设置的第一走离晶体5，与第一1/2波片6组合，在其后的光路上对称地引入1/2波片和走离晶体，如依光路设置第二1/2波片7与第二走离晶体8组合，如此以保证分束后的两束光的衍射光光程和相位相同，也保证了两束光合为一束光后可以耦合进同一个输出准直器内。光纤1传输的入射光经输入准直器2准直后，再经第一走离晶体5分为偏振态相互垂直的两束线偏振光：竖直线偏振光和水平线偏振光，即o光和e光，且两束光光强相同；其中，竖直线偏振光(o光)直接以布拉格角B入射到声光晶体3内，水平线偏振光(e光)则经过第一1/2波片6之后旋转为竖直线偏振光，再以布拉格角B入射到声光晶体3内；两束竖直线偏振光经声光晶体3，在声光晶体3内发生布拉格衍射后，一级衍射光仍为竖直线偏振光.其中一束(如原e光)的一级衍射光直接入射到第二走离晶体8内成为o光，另一束(如原o光)的一级衍射光则经过第二1/2波片7后旋转为水平线偏振光，再入射到第二走离晶体8内成为e光，如此可使得两束光的光程和相位刚好处于合束的最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振无关的声光调制器,包括声光晶体及其驱动装置，其特征在于：在所述声光晶体前后的光路上分别设有第一偏振分光元件与第一1/2波片组合和第二1/2波片与第二偏振分光元件组合；入射光经第一偏振分光元件分为偏振态相互垂直的两束线偏振光：竖直线偏振光和水平线偏振光；其中，竖直线偏振光直接入射到声光晶体内，水平线偏振光则经过第一1/2波片之后旋转为竖直线偏振光，再入射到声光晶体内；两束竖直线偏振光经声光晶体衍射后，其中一束的一级衍射光直接入射到第二偏振分光元件内，另一束的一级衍射光则经过第二1/2波片后旋转为水平线偏振光，再入射到第二偏振分光元件内，所述两束一级衍射光经第二偏振分光元件后合为一束光输出。

【技术特征摘要】
1.一种偏振无关的声光调制器,包括声光晶体及其驱动装置，其特征在于：在所述声光晶体前后的光路上分别设有第一偏振分光元件与第一1/2波片组合和第二1/2波片与第二偏振分光元件组合；入射光经第一偏振分光元件分为偏振态相互垂直的两束线偏振光：竖直线偏振光和水平线偏振光；其中，竖直线偏振光直接入射到声光晶体内，水平线偏振光则经过第一1/2波片之后旋转为竖直线偏振光，再入射到声光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴砺，贺坤，孙正国，林磊，
申请(专利权)人：福州高意光学有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35