[发明专利]一种基于角度分离的反激光隔离方法

说明书

本发明涉及一种原光路返回激光的隔离方法。该方法采用波片或旋光器件改变反激光相对入射光的偏振态，然后利用晶体双折射的特点，配合其自身的楔角设计，使原光路返回的激光发生角度变化，再通过空间滤波器等具有角度分离的器件对反激光进行隔断，从而实现原光路返回激光的隔离。

技术领域

本发明属于高功率激光与靶相互作用的领域，具体涉及一种隔离沿原光路返回的反激光的方法。

背景技术

在高功率激光与物质相互作用的实验中，聚焦打靶焦点位置产生的反激光沿原光路返回，具有天然的自准直特点。由光路可逆原理可知，反激光会传输至前级系统。对于基频打靶的装置，基频反激光还会在放大器中进一步逆向放大，其能量极易超过光学元件的阈值，威胁激光驱动器的安全，该效应会大大限制高功率激光器的基频打靶输出性能。因此，抑制沿原光路返回的反激光具有重要的研究意义。

抑制反激光的常见方法有以下两种：一是门控结合选偏的方法，如电光开关结合偏振片的选偏隔离；二是利用非线性过程，如采用倍频打靶等。上述方法各有优缺点，如在大口径光路中，门控结合选偏的方法中的大口径偏振片的加工难度极大，且其隔离能力有限，一般仅有100倍；且它与电光开关结合起来，光学元件厚度较大，这会增大激光系统的B积分，从而造成光学元件损伤风险。采用倍频或其它非线性过程产生的光源一方面会改变激光的波长，这会影响激光打靶的效果，另一方面非线性过程的效率一般较低，会有较大的损耗。

综上所述，需要一种更加灵活简洁且隔离效率高的光束隔离方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种隔离沿原光路返回激光的方法。采用本发明可以非常高效地抑制激光打靶中原光路返回的激光。

本发明的技术解决方案是：

采用波片或旋光器件改变反激光相对入射光的偏振态，采用晶体楔板代替目前加工难度极大的大口径偏振片，利用晶体楔板对不同偏振光的折射率不同，实现反激光的角度分离，再通过空间滤波器等具有角度分离的器件对反激光进行隔断，从而实现反激光的隔离。

具体的，一种基于角度分离的反激光隔离方法，包括以下步骤：

a.反激光的偏振态旋转

沿原光路返回的反激光(5)将传输通过1/4波片(11)，调节1/4波片的光轴实现反激光(6)相对主激光(3)的偏振态旋转；

b.反激光相对主激光传输方向的改变

通过1/4波片(11)的反激光(6)将传输通过楔形晶体(10)，楔形晶体的楔角使反激光(7)的传输方向相比主激光(2)的反方向发生偏离；

进一步的，所述方法还可以包括步骤c.反激光的隔断

反激光(7)进一步传输到空间滤波器中(9)，空间滤波器的小孔板(12)将反激光隔断(14)。

2.根据权利要求1所述的反激光隔离方法，其特征在于所述楔形晶体采用下列方法确定它的楔角：

楔形晶体的光轴沿楔角方向，楔角大小由关系式(1)确定：

其中θ₀为反激光需分离的角度，n_e为楔形晶体的非寻常光e光折射率，n_o为楔形晶体寻常光o光的折射率。

本发明的技术效果：

本发明采用两块元件便可非常高效地隔离同偏振态的反激光。相比传统的偏振片结合电光开关的方式，它不仅降低了光学元件的加工难度和光束通过光学元件的总厚度，从而可以降低高功率激光器的系统B积分，可有效地降低光学元件的损伤风险；同时可进一步增强隔离效果，预计隔离能力可达10⁵倍以上。

附图说明