一种用于腔内起偏的吸收型起偏器制造技术

本发明专利技术申请涉及激光领域，尤其涉及激光领域的起偏器及其应用。本发明专利技术公开了一种利用掺杂的各向异性晶体两个偏振方向在部分光谱范围内的吸收不一致构成的偏振器和部分偏振器。可以应用于激光器腔内起偏。较传统的双折射起偏棱镜及其他种类的起偏器而言，它具有很多优点：体积很小，激光损伤阈值高，散热性能好，易于大批量生产、成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光领域，尤其涉及激光领域的起偏器及其应用。
技术介绍
传统的基于晶体双折射性质的起偏器是使自然光入射时晶体中的一束线偏 振光在偏振棱镜内发生全反射，只出射一束线偏振光。比如格兰-汤姆逊棱镜是 由两块方解石直角棱镜沿斜面相对胶合而成，光轴取向垂直于通光面并相互平行。当光垂直于棱镜端面入射时，o光和e光均不发生偏折，他们在斜面上的入 射角等于棱镜斜面与直角面的夹角6。制作时应使胶合剂的折射率大于并接近非常光的折射率但小于寻常光折射率，并选取e角大于o光在胶合面上的临界角。这样o光在月交合面上将发生全反射，并被棱镜直角面上涂层吸收；而e光， 由于折射率几乎不变而无偏折的从棱镜出射。这种起偏棱镜由于是由两块方解 石胶合而成，因此体积都比较大。另一种起偏器是采用PBS膜棱镜或PBS膜片 构成起偏器，PBS棱镜尺寸较大，PBS膜起偏器一般入射光有大角度入射，因此 尺寸亦较大，另外其抗激光损伤能力有限，还有一种采用玻璃制作的起偏器， 其缺点是亦吸收、较大激光功率亦难承受，同时易引起光束质量变化，同样塑 料控制起偏器亦只能在低功率下使用。
技术实现思路
为克服上述问题，本专利技术提出一种利用各向异性晶体两个偏振方向在部分 光谱范围内的吸收不一致构成的平面薄片起偏器以及其应用。 本专利技术是通过如下技术方案实现的用于腔内起偏的吸收型起偏器，可置于激光腔内，实现激光器腔内起偏。利用掺杂的各向异性晶体的a和7t两个偏振方向在部分特定光镨范围内的吸收不一致，构成偏振器和部分偏振器，制成光学平面薄片。进一步的，所述的各向异性晶体是C,:YV04晶体，其所述的特定的光镨范 围是900nm-1300nm。更进一步的，所述的C一+:YV04晶体的特定的光谱尤其包括1064nm。进一步的，所述的各向异性晶体是Nd:YV04晶体，其所述的特定的光语范围 是850nm-900nm。更进一步的，所述的Nd: YV04晶体的特定的光谱尤其包括880nm。进一步的，所述的各向异性晶体是Cr:BeAh04晶体，其所述的特定的光谱范 围是600nm-700nm。进一步的，所述的各向异性晶体是Cr:ZnW04晶体，其所述的特定的光语范 围是900nm-1000nm。更进一步的，所述的Cr: ZnW04晶体的特定的光谱尤其包括946nra。本专利技术的起偏器可以应用于激光领域中，包括一、该起偏器可应用于微片式激光器，亦可用于分离腔激光器。若采用微片 式激光器，其中各元件通过胶合、光胶或深化光胶合成一整体。二 、 该起偏器可用于激光腔内起偏。三、该起偏器可用于连续激光器，亦可用于脉冲激光器。因本专利技术采用如上技术方案，具有以下优点体积很小、激光损伤阈值高、 散热性能好、易于大批量生产、成本较低。 附图说明图l是Cr4+: YV04晶体的tt方向吸收和a方向吸收特性图；图2是Nd: YV04晶体的丌方向吸收和cr方向吸收特性图； 图3是Cr:BeA1204晶体的偏振吸收特性图； 图4是Cr: ZnW04晶体的偏振吸收特性图5是本专利技术的起偏器的应用结构示意图。 具体实施例方式现结合附图说明和具体实施方式对本专利技术进一步说明。本专利技术主要建立在各向异性晶体两个偏振方向在部分光语范围内吸收不一 致的基础之上。基本工作原理很多各向异性晶体的两个偏振方向的吸收存在 差别，在一些特殊的光语范围内，两个方向的吸收不一致。如图1所示为Cr4+: YV04 晶体的7t方向吸收和c7方向吸收。在1064nm处，cr方向的吸收和tt方向的吸收 存在一定差别，将这种晶体制作成平面薄片，使得光轴在通光平面内，当该波 段范围内的光通过此平面薄片时，由于两方向吸收存在差别，因此出射光几乎 是沿着cr方向偏振，这样就可以达到某些波长范围的光起偏的目的。如图2所 示为Nd: YV04晶体的7t方向吸收和cr方向吸收。在880nm处，(j方向吸收几乎为 零，而7t方向则存在一定的吸收，假如我们将这种晶体制作成高浓度Nd:YV04 平面薄片，使得光轴在通光平面内，当该波段范围内的光通过此平面薄片时，由于ct方向吸收几乎为零，而7t方向存在一定的吸收，因此出射光几乎是沿着丌方向偏振。这^^就可以达到某些波长范围的光起偏的目的。如图3和图4所 示，分别是Cr: BeAh04和Cr: ZnW04的偏振吸收特性图。可以看出，Cr: BeAl204 在600-700nm范围内平行a轴的吸收很小，而在平行b轴方向的吸收较大，因 此可以制作出在该波段范围内的偏振器。而Cr: ZnW04则在900-1000nm范围内 平行a轴的吸收纟艮小，平行b轴的吸收较大，因此亦可以制作在900-1000nm范 围内的平面薄片当起偏器。本专利技术的起偏器可以应用于激光领域的多种装置中，其中主要包括 如图5所示，101为各向同性激光晶体，102为本专利技术的起偏器，103为倍 频晶体。泵浦光通过各向同性激光晶体IOI，在通光面上泵浦光被激光晶体吸收 101，发出激光。但由于是各向同性激光晶体，因此这种激光没有偏振特性。在 激光晶体101后加入本专利技术的起偏器的平面薄片102，其光轴在通光平面内。当 光束通过该起偏器102, —个偏振方向的吸收为零或较小，而另一个偏振方向的 吸收较大，因此可达到起偏的目的。这样光束再通过倍频晶体103,才能有效倍 频。这里平面薄片只用于激光光束起偏，需一个方向吸收很小，另一个方向吸 收较大，即部分偏振即可。例如，若101为Nd:YAG, 102为Cr: ZnW04, 103为 BiBO，则在946nm处可对激光腔起偏，从而获得倍频效率较高的倍频光。本专利技术由于采用晶体作起偏器，其散热性能好、激光破坏阈值高、尺寸小、 易于大批量生产，可广泛应用于光学领域特别是激光与光通讯领域。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本专利技术，但所属领域的技术人员 应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本专利技术的精神和范围内，在形式 上和细节上可以对本专利技术做出各种变化，均为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于腔内起偏的吸收型起偏器，可置于激光腔内，实现激光器腔内起偏，其特征在于：利用掺杂的各向异性晶体的σ和π两个偏振方向在部分特定光谱范围内的吸收不一致，构成偏振器和部分偏振器。

【技术特征摘要】
CN 2008-11-5 200810072097.11.一种用于腔内起偏的吸收型起偏器，可置于激光腔内，实现激光器腔内起偏，其特征在于利用掺杂的各向异性晶体的σ和π两个偏振方向在部分特定光谱范围内的吸收不一致，构成偏振器和部分偏振器。2. 根据权利要求1所述的起偏器，其特征在于所述的起偏器可应用于微片式 激光器，亦可用于分离腔激光器；可用于连续激光器，亦可用于脉冲激光器。3. 根据权利要求1所述的激光腔内起偏器，其特征在于所述的各向异性晶体 包括所有在其部分特定光语范围内的cj和兀两个偏振方向存在吸收不一致的 各向异性晶体，如Cr4+:YV04、 Nd:YV04、 Cr:BeAl204、 Cr:ZnW04。4. 如权利要求3所述的各向异性晶体，其特征在于所述的各向异性晶体是 Cr:YV04晶体，其所述的特定的光谱范围是...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴砺，凌吉武，邱英，卢秀爱，杨建阳，陈卫民，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]