[发明专利]分离式调控角度漂移与位置漂移的激光束指向稳定装置

权利要求书

1.一种分离式调控角度漂移与位置漂移的激光束指向稳定装置，其特征在于，包括二维快速控制反射镜(1)、第一分光棱镜(2)、二分之一波片(3)、偏振分光棱镜(4)、第一斜方棱镜(5)、第一透镜(6)、第一光电感应器件(7)、第二斜方棱镜(8)、第二透镜(9)、第二光电感应器件(10)、第一直角三棱镜(11)、水平纳米移动台(12)、第二直角三棱镜(13)、垂直纳米移动台(14)、第二分光棱镜(15)、第三光电感应器件(16)和控制器(17)；其中，第一直角三棱镜(11)固定于水平纳米移动台(12)上，第二直角三棱镜(13)固定于垂直纳米移动台(14)上；所述控制器(17)分别连接二维快速控制反射镜(1)、水平纳米移动台(12)和垂直纳米移动台(14)；所述第一光电感应器件(7)和第二光电感应器件(10)均为能量敏感探测器，所述第三光电感应器件(16)为位置探测器或四象限探测器；入射光束首先入射到二维快速控制反射镜(1)上，之后经过第一分光棱镜(2)分解为第一透射光束(T1)与第一反射光束；第一反射光束经过二分之一波片(3)到达偏振分光棱镜(4)后分为p偏振态的第一监控光束(R1)与s偏振态的第二监控光束(R2)；第一监控光束(R1)入射到水平放置的第一斜方棱镜(5)后，发生反射经过第一透镜(6)聚焦到第一光电感应器件(7)上，第一光电感应器件(7)将获得的光束反射能量E_1x反馈给控制器(17)；第二监控光束(R2)入射到垂直放置的第二斜方棱镜(8)后，发生反射经过第二透镜(9)聚焦到第二光电感应器件(10)上，第二光电感应器件(10)将获得的光束反射能量E_2x反馈给控制器(17)；第一透射光束(T1)垂直入射到第一直角三棱镜(11)后，光路在水平方向折转180°，直接入射到竖直放置的第二直角三棱镜(13)后，光路往上在垂直方向折转180°入射到第二分光棱镜(15)上，分解为反射的工作光束和透射的第三监控光束(R3)；第三监控光束(R3)入射到第三光电感应器件(16)上，第三光电感应器件(16)将获得的第三监控光束(R3)的光斑位置传输给控制器(17)。

2.根据权利要求1所述分离式调控角度漂移与位置漂移的激光束指向稳定装置，其特征在于，所述第一监控光束(R1)与第二监控光束(R2)为两束偏振态垂直且能量相等的光束；所述第一监控光束(R1)以理想入射角到达第一斜方棱镜(5)，此时第一光电感应器件(7)获得的光束反射能量记为标准能量E₀；所述第二监控光束(R2)以理想入射角到达第二斜方棱镜(8)，此时第二光电感应器件(10)获得的光束反射能量也为标准能量E₀。

3.根据权利要求2所述分离式调控角度漂移与位置漂移的激光束指向稳定装置，其特征在于，所述第一斜方棱镜(5)和第二斜方棱镜(8)的折射率均为1.5；所述理想入射角为40°。

4.根据权利要求2所述分离式调控角度漂移与位置漂移的激光束指向稳定装置，其特征在于，当第一监控光束(R1)在水平方向发生角度漂移时，控制器(17)根据反射比和第一斜方棱镜(5)对p偏振态入射光的反射特性得到角度偏移量，并控制二维快速控制反射镜(1)调整水平方向的角度漂移，将第一监控光束(R1)的入射角校正为理想入射角；当第二监控光束(R2)在垂直方向发生角度漂移时，控制器(17)根据反射比和第二斜方棱镜(8)对p偏振态入射光的反射特性得到角度偏移量，并控制二维快速控制反射镜(1)调整垂直方向的角度漂移，将第二监控光束(R2)的入射角校正为理想入射角。

5.根据权利要求4所述分离式调控角度漂移与位置漂移的激光束指向稳定装置，其特征在于，所述第一斜方棱镜(5)和第二斜方棱镜(8)对p偏振态入射光的反射特性均为：

其中，ρ_p为p偏振态的反射比，θ₁为入射角，θ₂为折射角。