[实用新型]相干度随时间可控变化的部分相干光束的产生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光束的调控技术，具体涉及一种利用空间光调制器产生相干度随时间可控变化部分相干光束的装置，可以方便高效地产生相干度随时间可控变化的部分相干光束，应用于激光通信、激光加工、微粒捕获等领域。

背景技术

激光由于其高相干性、良好的方向性和单色性等优点，被广泛地应用于工业加工、遥感探测、信息存储、光纤通信等众多领域。但是在有些应用中，激光的高相干性会带来一些负面的影响。例如高相干性的激光会产生严重的散斑现象，这影响了激光在显示和成像等方面的应用。此外，高相干性的激光光束在大气等湍流介质中传输时，也更容易引起畸变以及抖动，这影响了激光在通信探测等方面的应用。部分相干光不仅保持了完全相干激光光束的高方向性和高亮度的特点，还具有抗散斑、抗大气湍流扰动影响的特性，被广泛用于激光加工等领域。

目前常用的产生部分相干光束的方法包括以下两种：1.激光器输出的光束经过望远镜系统进行扩束，在构成望远镜系统的双透镜共焦点处附近放入旋转的毛玻璃，通过控制毛玻璃的位置，可以定性地调控光束的相干性。2.在光束的光路中加入声光调制晶体或者介电弹性体驱动器。

目前实验上产生部分相干光的方法，主要都是相干度随时间固定不变的部分相干光，没有涉及相干度随时间可控变化的部分相干光的产生方法。光束的光强分布会受到光束的相干度特性的影响，随着光束相干度的降低，光斑的尺寸将变大，光功率密度将减小。如果部分相干光的相干度可以随时间可控变化，就意味着光斑的尺寸和光功率密度都是可控变化的。因此这种相干度随时间可控变化的部分相干光束在激光加工、光学微粒操控有重要的应用价值。随着激光技术在工业应用方面的发展，部分相干光束的产生与应用是一个热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种相干度随时间可控变化的部分相干光束的产生装置，本实用新型所提供的装置可直接产生相干度随时间可控变化的部分相干光束，操作简单，通过控制空间光调制器上的随机相位，可实现对部分相干光束的相干度的调控；通过改变空间光调制器上随机相位随时间变化的规律，可使得部分相干光束的相干度随时间可控变化，克服了现有技术存在的不足。本实用新型技术方案所产生的相干度随时间可控变化的部分相干光束，在微粒捕获、激光加工等方面有着重要的应用价值。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种相干度随时间可控变化的部分相干光束的产生装置，依次包括：激光器、扩束装置、偏振片、空间光调制器和第一计算机；所述扩束装置接收所述激光器产生的完全相干光束，进行扩束后发射给所述偏振片；所述偏振片接收所述扩束装置发射的扩束光束，生成偏振光束后入射到所述空间光调制器；所述空间光调制器与所述第一计算机相连接用于加载所述第一计算机生成的随机度随时间变化的动态随机相位图，对所述偏振光束进行相干性调制，获得相干度随时间可控变化的部分相干光束。

优选的，相干度随时间可控变化的部分相干光束的产生装置，还包括：

双缝、光束分析仪和第二计算机；所述第二计算机与所述光束分析仪相连接；所述空间光调制器反射输出的部分相干光束依次经由所述双缝、光束分析仪和第二计算机，并由所述第二计算机进行相干度的测量。

优选的，所述空间光调制器为反射式相位型空间光调制器。

优选的，所述扩束装置依次包括短焦距凸透镜和长焦距凸透镜；所述激光器发出的完全相干光束经过短焦距凸透镜和长焦距凸透镜进行准直扩束。

基于本实用新型装置实现的一种相干度随时间可控变化的部分相干光束的产生方法，包括如下步骤：

由激光器发出完全相干光束，经扩束装置扩束后，经由偏振片后入射到空间光调制器上；

在空间光调制器上加载第一计算机生成的随机度随时间变化的动态随机相位图；

经空间光调制器进行相干性调制，获得相干度随时间可控变化的部分相干光束。

优选的，所述方法还包括：

空间光调制器反射输出的部分相干光束依次经由所述双缝、光束分析仪和第二计算机，并由所述第二计算机进行相干度的测量。