本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種消除電光晶體退偏的裝置。

背景技術(shù)：

電光晶體是激光器領(lǐng)域中非常重要的器件，在大功率的調(diào)q激光器、激光放大器等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。電光晶體的工作狀態(tài)可分為靜態(tài)和動態(tài)兩種，靜態(tài)是指電光晶體不加電壓的情況，動態(tài)是指電光晶體加電壓的情況。理想條件下，電光晶體靜態(tài)工作時對注入激光的偏振態(tài)不做任何改變，動態(tài)工作時對激光偏振態(tài)產(chǎn)生固定的改變量。但由于常用的電光晶體為雙折射晶體并且激光總會存在一定的發(fā)散角，因此在靜態(tài)工作條件下，只有傳播方向沿著電光晶體晶體的光軸方向傳輸?shù)募す獾钠駪B(tài)才不受改變，而另外傳播方向的激光偏振態(tài)將會有不同程度的改變，從而引起激光的退偏效應(yīng)。

這種退偏效應(yīng)在激光器尤其是激光放大器中會產(chǎn)生嚴(yán)重后果，比如光束質(zhì)量惡化和自激現(xiàn)象等。因此研究如何消除電光晶體引起的激光退偏是非常有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種消除電光晶體退偏的裝置，解決了電光晶體引起的激光退偏問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種消除電光晶體退偏的裝置，由第一電光晶體、第一90°旋光器、第二電光晶體和第二90°旋光器組成。激光從第一電光開光注入，依次經(jīng)過第一90°旋光器、第二電光晶體后從第二90°旋光器輸出。

進(jìn)一步，所述的一種消除電光晶體退偏的裝置，其特征在于，所述第一電光晶體和第二電光晶體的材料和放置姿態(tài)是一樣的。

進(jìn)一步，所述的一種消除電光晶體退偏的裝置，其特征在于，第一電光晶體和第二電光晶體均沿c軸切割，并且光軸方向為水平方向。

進(jìn)一步，所述的一種消除電光晶體退偏的裝置，其特征在于，第一電光晶體沿光軸方向的長度l1、o光和e光的相位延遲量第二電光晶體沿光軸方向的長度l2、o光和e光的相位延遲量的關(guān)系為：其中no'、ne'分別為電光晶體的o光和e光折射率，α為注入激光與電光晶體光軸的角度，m和n為正整數(shù)，l1和l2的長度要使得ε1＝ε2。

進(jìn)一步，所述的一種消除電光晶體退偏的裝置，其特征在于，所述第一90°旋光器和第二90°旋光器對激光偏振態(tài)的旋轉(zhuǎn)角度與所述起偏器偏振方向無關(guān)，并且旋轉(zhuǎn)角度均為90°。

進(jìn)一步，所述的一種消除電光晶體退偏的裝置，其特征在于，所述第一90°旋光器和第二90°旋光器對激光偏振態(tài)的旋轉(zhuǎn)方向相同。

進(jìn)一步，所述的一種消除電光晶體退偏的裝置，其特征在于，所述第一90°旋光器和第二90°旋光器對激光偏振態(tài)的旋轉(zhuǎn)方向相反。

進(jìn)一步，所述的一種消除電光晶體退偏的裝置，其特征在于，所述第一90°旋光器是90°石英轉(zhuǎn)子或90°法拉第旋光器,第二90°旋光器是90°石英轉(zhuǎn)子或90°法拉第旋光器。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明中采用兩個相同pc晶體加兩個90°轉(zhuǎn)子的組合，消除了單個電光晶體引起的激光退偏現(xiàn)象，提高了激光光束質(zhì)量。

2、本發(fā)明不改變注入激光的偏振態(tài)，可以將該裝置直接放置于激光系統(tǒng)中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單個電光晶體，對于系統(tǒng)應(yīng)用具有有益作用。

附圖說明

圖1為第一實施例中所提供的裝置示意圖；

圖2為第二實施例和傳統(tǒng)技術(shù)的裝置示意圖。

圖3為激光經(jīng)過第二實施例(a)和傳統(tǒng)技術(shù)(b)后，激光輸出出入能量比與激光傳播方向的關(guān)系。

圖中：11—第一電光晶體，12—第一90°轉(zhuǎn)子，13—第二電光晶體，14—第二90°轉(zhuǎn)子，201—偏振片、202—四分之一波片(202)、203—第一電光晶體、204—第一90°旋光器、205—第二電光晶體、206—第二90°旋光器、207—全反鏡、208—偏振片、209—四分之一波片、210—電光晶體、211—反射鏡。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

實施例1

本實施例如圖1所示，一種消除電光晶體退偏的裝置，由第一電光晶體(11)、第一90°旋光器(12)、第二電光晶體(13)和第二90°旋光器(14)組成。激光從第一電光開光(11)注入，依次經(jīng)過第一90°旋光器(12)、第二電光晶體(13)后從第二90°旋光器(14)輸出。第一電光晶體(11)和第二電光晶體(12)為kdp晶體，且第一電光晶體(11)和第二電光晶體(13)的放置姿態(tài)、物理和幾何參數(shù)相同。第一90°旋光器(12)和第二90°旋光器(14)是90°石英轉(zhuǎn)子。

本實施例中以水平方向為x軸，垂直方向為y軸，任意偏振態(tài)的激光均可分解x軸和y軸的電場，假設(shè)注入激光偏振態(tài)表達(dá)式為：

其中，ex和ey為電場在x方向和y方向的分量。電光晶體為kdp晶體，屬于單軸晶體，具有雙折射效應(yīng)，其o光折射率和e光折射率分別表示為no和ne，長度表示為l，利用瓊斯矩陣對本實施例的效果進(jìn)行分析，一般情況下，電光晶體的瓊斯矩陣可以寫成如下形式：

其中，θ為電光晶體o光方向與系統(tǒng)坐標(biāo)系的夾角，δ為電光晶體對激光在o光和e光方向的相位延遲量，其大小與激光傳播方向與電光晶體的夾角有關(guān)，具體可寫成：

其中，α為激光傳播方向與電光晶體光軸的夾角，λ為注入激光波長，n'o和n'e分別為傳播方向與光軸夾角為α的激光在電光晶體中傳輸?shù)膐光和e光折射率，并且有：

激光經(jīng)過第一電光晶體(11)后，其電場表達(dá)式可寫成：

對于不沿電光晶體光軸傳播的激光，由表達(dá)式(3)可知，no≠ne，帶入表達(dá)式(2)可得，δ≠0，帶入表達(dá)式(1)可知，矩陣a不是單位矩陣，那么再根據(jù)表達(dá)式(4)，可以得到e'x/e'y≠ex/ey，也就是激光偏振態(tài)發(fā)生了改變，因此傳統(tǒng)單個電光晶體會產(chǎn)生退偏現(xiàn)象。

當(dāng)激光經(jīng)過第一電光晶體(11)并依次經(jīng)過第一90°旋光器(12)、第二電光晶體(13)后和第二90°旋光器(14)，其偏振態(tài)可表示為：

其中，矩陣b為90°轉(zhuǎn)子的瓊斯矩陣，其表達(dá)式為：

根據(jù)表達(dá)式(1)和(6)，經(jīng)過計算可以得到：

再將表達(dá)式(7)代入表達(dá)式(5)中，可以得到e'x＝ex，e'y＝ey，也就是說輸出激光偏振態(tài)與注入激光偏振態(tài)完全一致，消除了傳統(tǒng)電光晶體引入的退偏。

實施例2

本實施例如圖2所示中，圖2(a)為一種消除電光晶體退偏的裝置，由偏振片(201)、四分之一波片(202)、第一電光晶體(203)、第一90°旋光器(204)、第二電光晶體(205)、第二90°旋光器(206)和全反鏡(207)組成。激光從偏振片(201)注入，依次經(jīng)過四分之一波片(202)、第一電光晶體(203)、第一90°旋光器(204)、第二電光晶體(205)和第二90°旋光器(206)，經(jīng)過全反鏡(207)反射沿原光路返回，從偏振片(201)輸出。第一電光晶體(203)和第二電光晶體(205)為kdp晶體，且第一電光晶體(203)和第二電光晶體(205)的放置姿態(tài)、物理和幾何參數(shù)相同。第一90°旋光器(204)和第二90°旋光器(205)是90°石英轉(zhuǎn)子。注入激光為線偏振光，其偏振方向為x方向，即檢偏器的偏振方向為x方向。

檢偏器的瓊斯矩陣可表示為：

四分之一波片的瓊斯矩陣為：

根據(jù)實施例1中的矩陣，在實施例2中輸出激光的偏振態(tài)可表示為：

此時，輸出端處于完全消光狀態(tài)，即沒有光輸出。

圖2(b)是傳統(tǒng)的電光晶體裝置，激光從偏振片(208)注入，經(jīng)過四分之一波片(209)、電光晶體(210)后，經(jīng)過反射鏡(211)沿原路返回，從偏振片輸出，此時其偏振態(tài)表達(dá)式為：

進(jìn)一步，可以得到輸出激光的電場為：

從公式(12)可以看出，此時輸出端并未消光，有激光輸出，而且激光輸出強度與電光晶體的相位延遲量有關(guān)。為了方便計算，假設(shè)ex＝1，那么有：

圖3是本實施例與傳統(tǒng)技術(shù)的對比，圖中角度表示激光傳輸方向與電光晶體光軸的夾角，輸出輸入透過率表示輸出能量與輸入能量的比值。圖(a)和圖(b)分別是本發(fā)明和傳統(tǒng)技術(shù)中輸出輸入能量比值與角度的關(guān)系，從圖中可以看出，本發(fā)明中輸出能量始終為0，對后向傳輸?shù)募す饽芷鸬礁綦x作用，而傳統(tǒng)技術(shù)中輸出能量比與激光傳輸角度密切相關(guān)，輸出端未能完全消光，起不到隔離作用，在實際激光器應(yīng)用中是不利的，可能會造成前端器件的損傷。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。