本发明专利技术的名称是任意场偏振状态控制系统，是一种能对任意场分布光场偏振态进行控制的光学系统。该系统利用电光晶体阵列制成的偏振控制板，达到对入射激光束的偏振控制，使入射激光转换为预期的偏振态，甚至可以将入射激光转化为非偏振光，可应用于ICF驱动器腔内，实现多光束消偏振，达到靶面的均匀辐照。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种能对任意场分布光场偏振态进行控制的光学系统。该系统能够将任意场分布光场转换为诸如非偏振光等预期偏振状态，甚至可以达到将光场的偏振状态完全消除，这将有利于诸如在ICF装置中降低光斑中的子光束干涉斑纹，从而实现对激光的束匀滑的目的。
技术介绍
对于实现惯性约束聚变(ICF, Inertial Confinement Fusion)的激光装置来说，其对聚焦在祀面光束的偏振是指光场中电场分量振动的方向与传播方向垂直。在垂直于光传播的平面上，电场分量(亦称为光矢量)有不同的振动状态，由此对应不同的偏振态。偏振态光束有诸多的实际用途。例如，卫星通信和光纤通信中采用同频率的两束正交的电磁波能使信号的传输率翻倍；生物和化学科学家利用对左旋和右旋圆偏振光吸收率的差别来检测具有对映异构体特性的化学分子或生物大分子；不同偏振态的激光光束还被用于量子密码技术中；在无创伤激光诊疗诊断技术中，偏振光成像也是很前沿的应用；在对生物组织的病理性病变的光学检测技术中，输出光场的信息中包含有场的极化参量(即偏振态)。此夕卜，对于惯性约束聚变(ICF, Inertial Confinement Fusion)的激光装置,则需要将入射激光转换为非偏振光，达到消偏振的目的，从而有利于实现靶面的均匀辐照。目前，偏振控制器的类型很多，但原理均是通过双折射效应来使一个偏振态的两个分量产生不同的相位延迟，从而再重新生成所预期的偏振态。根据其技术原理，偏振控制器大致可分为三类:方位角控制型、延迟量控制型及方位角一延迟量控制型。但是这类偏振控制器存在很多缺点，如波片、微透镜等元件造价不菲，并且需要镀增透膜以减小反射损耗，波片对波长敏感等。后来基于相同原理的全光纤偏振控制器出现，其损耗小，造价低，但仍然对波长敏感，且控制速度慢。而液晶型、电光晶体型、压电陶瓷可变可转波片型等偏振控制器相继被提出，但都存在一些不能克服的缺点，所以对偏振控制器的研究一直在进行中。为了能够将任意光场的偏振状态转化为任意预期的偏振状态，我们提出一种全新的偏振控制系统。
技术实现思路
目前，尚未见之有关任意光场偏振状态的控制系统的报道，但是光场的偏振态在现代光学应用中是一个极为重要的物理量，诸如在ICF装置中就需要克服现有的偏振匀滑技术无法消除子光束的干涉斑纹的不足，本系统基于此而被我们所提出。本专利技术中的光场偏振状态控制系统能实现任意光场的偏振控制，甚至可将入射激光转换为非偏振光，从而避免光束在聚焦时发生子光束的干涉，从而达到束匀滑的目的。本专利技术的技术方案是:在系统装置中有一块光场偏振态控制阵列板，该板起到偏振控制的作用，由PXq个处理单元构成，每一个单元安置一个可控电光晶体，如KDP晶体。通过加上适当的电压使电光晶体片对入射偏振光的两个分量产生适合的位相延迟，从而使出射光成为我们所需要的偏振光，达到调制入射光束偏振态的目的。当激光通过偏振态控制阵列板时被分割成许多子光束，每一子光束的振幅和位相均受到不同程度的调制。故，当激光通过光场偏振态控制阵列板后转化为目标光场，也可以实现完全的非偏振光，该光束经聚焦透镜汇聚到靶面，焦斑光强中由于子光束干涉所带来的斑纹能够消除，从而能实现靶面的均匀辐照。本专利技术同现有的偏振控制技术相比，其优点在于可以通过控制各单元晶片所加电压来实现对入射的任意场分布光场的各子光束的偏振态进行有效控制，进而将其转换为预期的偏振状态。例如，可以将任意光场转化为非偏振光。系统装置中的主要部件是光场偏振态控制阵列板，易于制作，结构简单。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的装置示意图。图2是光场偏振态控制阵列板的示意图。图3是光场偏振态控制阵列板的第一个实施例的示意图。图4是光场偏振态控制阵列板的第二个实施例的示意图。图1中I位相调制器，2光栅，3光场偏振态控制阵列板，4聚焦透镜，5接收光场的靶面 图2中的光场偏振态控制阵列板是一个pX q的可控旋光晶体阵列。图3中的光场偏振态控制阵列板是一个随机偏振板。图4中的光场偏振态控制阵列板是一个正交偏振板。具体实施方案本专利技术的实施例一，光场偏振态控制阵列板是一个随机偏振板，如图3所不。经过位相调制的光场通过光栅后发生色散，经过随机偏振板后分成多个子光束，且各自的偏振态发生随机的改变，最后经透镜聚焦在靶面上。利用随机偏振板，通过改变每个子单元光束的偏振态，从而在大孔径光束内部产生偏振态各异的子光束。激光束经本系统传输时，光谱色散匀滑技术中的频谱展宽和光栅色散，使得各频率的子光束产生的干涉散斑在色散方向上产生位移，从而在时间平均尺度上实现了对焦斑的匀滑。而偏振态控制阵列板的使用对焦斑场分布的主要影响在于对不同波长在方向叠加的振幅调制和位相不同，使得输出光在不同波长处的偏振态不同，导致光束偏振态发生明显的变化，实现了消偏振。本专利技术的实施方案二，光场偏振态控制阵列板是一个正交偏振板，如图4所不。对于正交偏振板，则使各个子单兀的出射光束只能是某一偏振方向的线偏光。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可用于对入射的任意场分布光场偏振态进行控制的光学处理系统，由位相控制器、光栅、光场偏振态控制阵列板及透镜组成，其特征是：入射激光通过位相控制器和光栅后，使得各频率的子光束产生的干涉散斑在色散方向上产生位移，再通过光场偏振态控制阵列板，对不同波长的子波进行不同的振幅和位相的调制，使得输出光在不同波长处的偏振态不同，以期获得预期的偏振状态。
【技术特征摘要】
1.一种可用于对入射的任意场分布光场偏振态进行控制的光学处理系统，由位相控制器、光栅、光场偏振态控制阵列板及透镜组成，其特征是:入射激光通过位相控制器和光栅后，使得各频率的子光束产生的干涉散斑在色散方向上产生位移，再通过光场偏振态控制阵列板，对不同波长的子波进行不同的振幅和位相的调制，使得输出光在不同波长处的偏振态不同，以期获得预期...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建龙，聂娅，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。