[发明专利]一种输出矢量偏振光的装置

说明书

本发明公开一种输出矢量偏振光的装置，包括由左至右依次同光轴地设置的线偏振光输出激光器和径向偏振转换器，线偏振光输出激光器输出的线偏振光经过径向偏振转换器输出矢量偏振光；线偏振光输出激光器包括由左至右依次同光轴地设置的泵浦源、准直聚焦系统、输入镜、增益介质和输出镜，其结构合理，成本低，转换效率高，无分割拼接，可实现宽波长范围起偏，无特定波长要求。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种输出矢量偏振光的装置。

背景技术

激光自问世以来，在工业领域发挥着越来越大的作用。激光作为横电磁波，其电场矢量始终处于与其传播方向垂直的平面内，而偏振作为电磁波最基本的特征之一，是由电场矢量表征的。在主平面内的电场矢量的振动具有多种状态。根据振动状态的均匀性可以将激光分为均匀偏振光与非均匀偏振光。均匀偏振光包括通常所说的线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。非均匀偏振光为径向偏振光与角向偏振光。最近的研究发现，电矢量具有轴对称的偏振光在物理及材料加工方面具有不可替代的优势，因而目前已受到国内外学者的广泛关注。径向偏振光和角向偏振光刚好具有电矢量轴对称的特性。径向偏振光具有完美的光束轴对称性，使得它与线偏振光和圆偏振光相比有着许多显著不同的特点。比如，径向偏振光具有沿光轴对称的电场分布以及中空的圆环型光束结构、卓越的光束特性；径向偏振光和角向偏振光都是偏振本征态，它们在c切向的晶体内传播时，不会发生电场矢量串扰的现象，而均匀偏振光则没有这个性质，径向偏振光在高数值孔径的透镜聚焦下，可以产生超越衍射极限的极小聚焦光斑，比线偏振光和圆偏振光的聚焦光斑质量更好；在金属加工方面，采用径向偏振光的金属切割效率是圆偏振光效率的两倍。另一方面，径向偏振光相对于角向偏振光而言，具有以下特性:径向偏振光经过透镜聚焦系统后，在远场能形成单个极小的聚焦光斑，而角向偏振光则形成多个聚焦光斑；在金属切割中，由于径向偏振光始终是p分量的偏振光，其方向始终平行于金属表面，因此其角度因素不会对切割过程产生影响；在金属钻孔中，径向偏振光较之角向偏振光，其钻孔形状更均匀钻孔深度更深。近年来，径向偏振光的这些特性得到了许多新的应用，例如在捕捉和操控金属粒子、金属切割、提高显微镜的分辨率、提高存储密度、研制新型干涉仪等方面。随着人们对径向偏振光研究的不断深入，它的一些新特性将会被发现，从而将在越来越多的领域得到更为广泛的应用。

目前，径向偏振光的产生可以分为在腔内法和在腔外法。腔内法是通过在激光谐振腔内设置具有偏振选择性的光学元件直接产生轴对称偏振光束，可以产生相对稳定的径向/角向偏振光，腔外法是谐振腔外转换实现。但是现有的偏振光输出激光器多存在体积较大，损伤性能较差，无法承载高功率，转换效率低，价格昂贵，难于推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输出矢量偏振光的装置，以解决现有技术中所存在的体积较大，损伤性能较差，无法承载高功率，转换效率低，价格昂贵，难于推广。

为实现上述目的，本发明方法提供一种输出矢量偏振光的装置，所述输出矢量偏振光的装置包括由左至右依次同光轴地设置的线偏振光输出激光器和径向偏振转换器，线偏振光输出激光器输出的线偏振光经过径向偏振转换器输出矢量偏振光；线偏振光输出激光器包括由左至右依次同光轴地设置的泵浦源、准直聚焦系统、输入镜、增益介质和输出镜。

可选地，泵浦源为输出光波长为nm的泵浦源。

可选地，输入镜的输入面镀膜结构为S:AR@nm。

可选地，输入镜的输出面镀膜结构为S：AR@nm、HR@nm。

可选地，增益介质为Nd:YVO。

可选地，输出镜的输入面镀膜结构为S:t＝％@nm。

可选地，输出镜的输出面镀膜结构为S:AR@nm。

可选地，输出镜后方设置有一个nm的半波片和一个棱镜。

可选地，准直聚焦系统包括凸透镜。