【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光學,具體涉及一種基于平面鏡反射的偏振旋轉方法及裝置。
技術介紹
1、偏振性質是光的基本性質之一,對光束反射、折射以及各種非線性過程都有決定性影響。因此,光束偏振調控器件是光學系統中最重要和常用的組成部分。
2、對于空間光束,最常用的偏振調控器件是波片。其中四分之一波片可將線偏振光、圓偏振及橢圓偏振光相互轉換;而半波片可對線偏振光偏振方向進行旋轉。波片的工作原理是使用厚度和切割角度特殊設計的雙折射材料,對o光和e光引入特定的光程差。由于材料的折射率與波長相關,因此波片通常都只能針對特定波長的光束使用。
3、berek偏振器的工作原理與波片相似,但其可通過旋轉雙折射晶體片的角度實現對偏振器工作波長的改變,并可通過角度控制實現四分之一波片和二分之一波片功能的切換。其缺點在于:光束通過偏振器之后,o光和e光在空間上會產生不同程度的偏移,從而導致光束變形、平移,且在邊緣處偏振方向產生偏差;在使用中,需要針對各個波長將晶體角度旋轉至正確的位置,角度定位準確度要求極高;同時,其原理決定了,這一器件也無法對寬帶或者多波長光束偏振方向進行調控。
4、與以上兩類基于雙折射的偏振調控器件不同,還有一種基于鏡面反射的偏振旋轉器件。其原理是利用鏡面反射過程中對光束進行翻轉,再通過將整個器件旋轉來實現光束的空間旋轉,最終實現對光束偏振方向的旋轉。這一方法通常用來實現類似半波片的效果。但在此類系統中,若要將光進行任意角度的旋轉,則光束需要不可避免地以非s或p方向進行射鏡面反射,而鏡面反射通常對于s光和p光存
5、綜上,針對寬頻或多波長激光,目前尚無理想的偏振旋轉器方案。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的缺陷,本專利技術的目的在于提供一種基于平面鏡反射的偏振旋轉方法及裝置,能夠對寬頻平行光束偏振方向進行旋轉,并保持光束方向不變。
2、為實現上述目的,本專利技術采用的技術方案如下:
3、一種基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述方法包括:
4、將多個平面反射鏡按設定的相對位置固定,精確調整多個所述平面反射鏡的角度,使得入射光束沿光路依次經多個所述平面反射鏡反射后出射,出射光束與所述入射光束共線;
5、通過旋轉機構控制所有平面反射鏡沿所述旋轉機構的旋轉軸同時整體旋轉并定位,所述旋轉機構的旋轉軸與所述入射光束和出射光束方向共線。
6、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述入射光束和出射光束為平行光束。
7、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述入射光束為偏振光。
8、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述入射光束在多個所述平面反射鏡上反射的總次數為奇數次。
9、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,多次反射中,根據光束的入射角分為兩類,第一類反射角小于閾值角度,光束的反射次數為奇數;第二類反射次數為偶數且兩兩成對。
10、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,對于第二類反射,每一對中的兩次反射滿足以下條件:
11、第一次反射過程中入射光束和反射光束所在的平面與第二次反射過程中入射光束和反射光束所在的平面相互垂直;
12、第一次反射中的p光和s光,在第二次反射中分別為s光和p光。
13、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述閾值角度為30度。
14、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所有平面反射鏡由機械結構固定為一個整體,可繞所述旋轉機構的旋轉軸整體旋轉。
15、進一步,如上所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述平面反射鏡為金屬反射鏡或介質膜反射鏡。
16、根據上述偏振旋轉方法,本專利技術采用的另一技術方案為:
17、一種基于平面鏡反射的偏振旋轉裝置,所述裝置包括多個平面反射鏡和旋轉機構,多個平面反射鏡按設定的相對位置設置,從而構成所述裝置的光路;入射光束沿所述光路依次經多個所述平面反射鏡反射后出射,出射光束與所述入射光束共線;
18、所述旋轉機構用于控制所有平面反射鏡沿所述旋轉機構的旋轉軸整體旋轉并定位,所述旋轉機構的旋轉軸與所述入射光束和出射光束方向共線。
19、與現有技術相比,本專利技術提供的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法及裝置,具有以下有益效果:
20、本專利技術通過對裝置整體進行旋轉,無需對裝置內部其他結構進行任何改變即可任意改變輸出光束的偏振方向,實現高保偏的偏振自由旋轉;在旋轉過程中光束無平移、無偏轉,其適用波長只受限于反射鏡的光譜范圍,使用中無需根據波長進行調整,可對寬頻或多波長光進行自由偏振旋轉。該專利技術同樣可用于各種難以實現光束偏振旋轉的波段,如紫外、紅外、太赫茲等。
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1.一種基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述方法包括:
2.根據權利要求1所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所述入射光束和出射光束為平行光束。
3.根據權利要求2所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所述入射光束為偏振光。
4.根據權利要求1-3任一項所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所述入射光束在多個所述平面反射鏡上反射的總次數為奇數次。
5.根據權利要求4所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,多次反射中,根據光束的入射角分為兩類,第一類反射角小于閾值角度,光束的反射次數為奇數;第二類反射次數為偶數且兩兩成對。
6.根據權利要求5所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,對于第二類反射,每一對中的兩次反射滿足以下條件:
7.根據權利要求5或6所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所述閾值角度為30度。
8.根據權利要求1所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所有平面反射鏡由機械結構固定為一個整體,可繞所述旋轉機構的旋轉軸整體
9.根據權利要求8所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉裝置,其特征在于,所述平面反射鏡為金屬反射鏡或介質膜反射鏡。
10.基于權利要求1-9任一項所述方法的偏振旋轉裝置,其特征在于,所述裝置包括多個平面反射鏡和旋轉機構,多個平面反射鏡按設定的相對位置設置,從而構成所述裝置的光路;入射光束沿所述光路依次經多個所述平面反射鏡反射后出射,出射光束與所述入射光束共線;
...【技術特征摘要】
1.一種基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,所述方法包括:
2.根據權利要求1所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所述入射光束和出射光束為平行光束。
3.根據權利要求2所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所述入射光束為偏振光。
4.根據權利要求1-3任一項所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,所述入射光束在多個所述平面反射鏡上反射的總次數為奇數次。
5.根據權利要求4所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,多次反射中,根據光束的入射角分為兩類,第一類反射角小于閾值角度,光束的反射次數為奇數;第二類反射次數為偶數且兩兩成對。
6.根據權利要求5所述的基于平面鏡反射的偏振旋轉方法,其特征在于,...
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