[发明专利]用腔外电光偏振控制器控制两束脉冲激光的偏振态

说明书

技术领域

本技术发明属于光电技术领域。

背景技术

在激光雷达、非线性光学等很多领域经常需要将两个脉冲激光束以尽可能少的能量损失耦合为一束(即两束光同轴)，这需要采用偏振耦合的方式。但这样耦合的两束光偏振态是互相垂直的，不满足相干条件。在很多工作中，需要这两束光在一定的时间延迟内有相同的偏振态(如：在审的国防发明专利“基于泵浦放大技术的受激布里渊散射激光雷达”，申请号：200710081228.8)。这就需要使耦合后的两束光在不同的时刻具有相同的偏振态。

本发明提出了一种新技术，可以根据需要在不同时刻使同轴的两束正交偏振光具有相同的偏振态。

发明内容

本发明采用腔外电光偏振控制器技术，对两束同轴传播的正交偏振的线偏振光的偏振态进行控制，使两束光在需要的时刻具有相同的偏振态。其原理和具体技术论述如下。

一、工作原理：

腔外电光偏振控制器包括双折射电光晶体和驱动电源两部分。

让两束正线交偏振光耦合后的同轴光束射到腔外电光偏振控制器上。两束光之间有一时间延迟，它们在不同时刻先后到达腔外电光偏振控制器。电光偏振控制器中的双折射电光晶体为经特殊切割的KD^*P晶体。不加高压时，其光轴为竖直方向。加高压时，其光轴与水平(或竖直)方向成45°，且对入射光为半波片。通过控制在双折射电光晶体上加或不加高压改变双折射晶体的双折射特性，达到改变两束光偏振态的目的。

二、实现方法：

下面结合附图详细描述本发明的工作原理和实现方法。由于退压工作方式具有更高的开关速度，我们以退压工作方式为例进行说明，并假设激光的脉冲宽度为10ns，重复频率为10Hz。

(一)两束正交偏振的线偏振光经偏振耦合器后耦合为一束光(见附图1)。两束光之间有一定的时间延迟(例如10ns)。因此，两束光在不同时刻先后到达电光偏振控制器。设竖直偏振的光首先到达。

(二)电光偏振控制器平时处在通电加压状态(初始状态)。此时，竖直偏振的光将以很小的损耗通过电光偏振控制器。

(三)经过10ns的延迟后，第一束竖直偏振的光消失，第二束水平偏振的光到达电光偏振控制器。此时，驱动电源突然关断加在双折射电光晶体上的高压，电光晶体的双折射特性突然发生变化。此时，晶体变为对该光束的半波片(光轴方向与水平振动方向成45°角，水平偏振的光将以很小的损耗通过晶体并变为竖直偏振的光。

(四)再经过10ns后，第二束光消失。此时，驱动电源突然又将高压加到双折射电光晶体上，晶体的双折射特性回到初始状态。

(五)经过一段时间后(约999ms)，第二个竖直偏振的光脉冲到达电光控制器，然后重复(一)至(四)的工作过程。

(六)上述过程不断重复，可在每一个重复阶段内使两束正交偏振的线偏振光在不同时刻(相差10ns)具有相同的偏振态。

(七)用一台高精度脉冲发生与延迟器输出的脉冲电信号控制电光偏振控制器驱动电源的工作，保证电光偏振控制器的工作准确无误。

三、本发明的特点：

1)实现了两束完全同轴传播的正交偏振的线偏振光具有相同的偏振态。

2)可根据需要对两束光的偏振态进行精确控制。

附图说明

附图1.偏振耦合原理及其实现。(用此装置获得本发明所要控制的两束激光)

附图2.外腔电光偏振控制器工作原理。

说明：由双折射电光晶体先后出射的两束脉冲激光实际上是同轴的，为了示意清楚，图中将两束光分开。