宽带可变相位补偿器的制造方法
【专利摘要】本发明适用于光学【技术领域】，提供了一种宽带可变双折射相位补偿器。所述补偿器包括第一光楔对、第二光楔对和两块双折射平板。所述第一光楔对包括楔角和光轴方向均相同并相向放置的第一光楔和第二光楔，由第一双折射晶体制成；所述第二光楔对包括楔角和光轴方向均相同并相向放置的第三光楔和第四光楔，由第二双折射晶体制成；其中一块双折射平板由第一双折射晶体制成，另一块双折射平板由第二双折射晶体制成。第一、二双折射晶体的种类互不相同；所述第一、二双折射晶体材料和厚度变化比例的选择满足一阶双折射色散补偿条件。本补偿器可根据需要宽带补偿入射光的不同双折射相位，操作方便。
【专利说明】宽带可变相位补偿器
【技术领域】
[0001]本发明属于光学【技术领域】，尤其涉及一种宽带可变相位补偿器。
【背景技术】
[0002]能使两个在相互垂直方向上振动的场矢量产生一定的光程差或者相位差的装置，称为相位补偿器。传统的能对振动方向相互垂直的两束线偏振光产生连续改变即可控制的相位差补偿器有巴比涅和索利尔-巴比涅相位补偿器:巴比涅补偿器是由两个同质的石英晶体劈组成，这两个劈的光轴相互垂直，其缺点是必须使用极细的入射光束，因为宽的光束的不同部分会产生不同的相位差；而索利尔-巴比涅相位补偿器可以弥补这个不足，它是由两个平行的石英劈和一个石英平面板组成，石英板的光轴与两劈的光轴垂直，上劈可由微调螺丝使之平行移动，从而改变光线通过两劈的总厚度得到某波长的相位值。
[0003]补偿器可以补偿光学元件产生的双折射相位，也可以在一个光学器件中引入一个固定的延迟偏置。经校准定标后，还可以用来测量待求波片的相位延迟。因此被广泛应用。但是由于双折射晶体的色散效应，传统的相位补偿器的工作带宽都比较窄，这会严重影响它在宽带激光及其应用系统中的工作效果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种结构简单且易于调节的宽带可变相位补偿器。
[0005]本发明是这样实现的，一种宽带可变相位补偿器，包括第一光楔、第二光楔、第三光楔、第四光楔、第一双折射平板以及第二双折射平板；所述第一光楔和第二光楔均由第一双折射晶体制成，它们的楔角及光轴方向相同，两者相向放置形成第一光楔对；所述第三光楔和第四光楔均由第二双折射晶体制成，它们的楔角及光轴方向相同，两者相向放置形成第二光楔对；所述第一双折射平板由第一双折射晶体制成，其光轴方向相对于第二光楔的光轴方向旋转了 90° ;所述第二双折射平板由第二双折射晶体制成，其光轴方向相对于第三光楔的光轴方向旋转了 90° ;所述第一双折射晶体与第二双折射晶体在材料构成方面互
巳
[0006]本发明将第一双折射晶体切割成楔角及光轴方向相同的第一光楔和第二光楔，两者相向放置形成第一光楔对；将第二双折射晶体切割成楔角及光轴方向相同的第三光楔和第四光楔，两者相向放置形成第二光楔对。由第一双折射晶体制成第一双折射平板，其光轴方向相对于第二光楔的光轴方向旋转了 90° ;由第二双折射晶体制成第二双折射平板，其光轴方向相对于第三光楔的光轴方向旋转了 90° ;其中所述第一双折射晶体与第二双折射晶体在材料构成方面互异。在此仅需两种晶体材料，即可实现宽带相位补偿。此处可使所述第二光楔与第三光楔固定在一起同步移动，它们移动时将使所述第一光楔对的厚度和第二光楔对的厚度等比例变化。此比例的选择需满足第一光楔对与第二光楔对间一阶双折射色散补偿条件。本相位补偿器可以根据需要宽带补偿入射光的不同双折射相位，操作方便。适用于宽带激光及其应用系统。【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明实施例提供的宽带可变相位补偿器的结构示意图；
[0008]图2是本发明实施例提供的Quartz/MgF2，ADP/KDP相位补偿器的剩余双折射相位与波长的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0009]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0010]如图1 (a)、(b)、(c)、(d)所示，本发明实施例提供的宽带可变相位补偿器包括第一光楔Al、第二光楔A2、第三光楔B1、第四光楔B2、第一双折射平板A以及第二双折射平板B。其中，所述第一光楔Al与第二光楔A2的楔角及光轴方向相同，均由第一双折射晶体制成，两者相向设置等价于一厚度可变的光学平板；所述第三光楔BI与第四光楔B2的楔角及光轴方向相同，均由第二双折射晶体制成，两者相向设置等价于另一厚度可变的光学平板。所述第一双折射平板A由第一双折射晶体制成，其光轴方向相对于第二光楔A2的光轴方向旋转了 90° ;所述第二双折射平板B由第二双折射晶体制成，其光轴方向相对于第三光楔BI的光轴方向旋转了 90° ;所述第一双折射晶体与第二双折射晶体在材料构成方面互异。在此仅需两种晶体材料，即可实现超宽带相位补偿。
[0011]例如，所述第一双折射晶体可选用Quartz晶体，即第一光楔Al、第二光楔A2和第一双折射平板A均为Quartz晶体；所述第二双折射晶体可选用MgF2晶体，即第三光楔B1、第四光楔B2和第二双折射平板B均为MgF2晶体。又如，所述第一双折射晶体可选用ADP晶体，即第一光楔Al和第二光楔A2和第一双折射平板A均为ADP晶体；所述第二双折射晶体可选用KDP晶体，即第三光楔BI和第四光楔B2和第二双折射平板B均为KDP晶体。此外，第一双折射光楔对和第二双折射光楔对位置可以互换，但为了方便调整设计，需毗邻放置。第一双折射平板A和第二双折射平板B的位置也可以互换。第一双折射平板A可以放置于两光楔对的上方或下方，第二双折射平板B也可以放置于两光楔对的上方或下方。
[0012]令Ili (λ) (i=A或B)是双折射晶体在波长λ处的最大和最小的折射率差，SP
[0013]n J ( λ ) =η0 ( λ ) -ne ( λ ) (1)
[0014]显然，当一束光经过本相位补偿器后，所产生的总双折射相位为
[0015]
【权利要求】
1.一种宽带可变相位补偿器，其特征在于，所述相位补偿器包括第一光楔、第二光楔、第三光楔、第四光楔、第一双折射平板以及第二双折射平板；所述第一光楔和第二光楔均由第一双折射晶体制成，它们的楔角及光轴方向相同，两者相向放置形成第一光楔对；所述第三光楔和第四光楔均由第二双折射晶体制成，它们的楔角及光轴方向相同，两者相向放置形成第二光楔对；所述第一双折射平板由第一双折射晶体制成，其光轴方向相对于第二光楔的光轴方向旋转了 90° ;所述第二双折射平板由第二双折射晶体制成，其光轴方向相对于第三光楔的光轴方向旋转了 90° ;所述第一双折射晶体与第二双折射晶体在材料构成方面互异。
2.如权利要求1所述的宽带可变相位补偿器，其特征在于，所选用的第一光楔对和第二光楔对的厚度变化比也满足一阶双折射色散补偿条件，以使工作带宽最佳化。
3.如权利要求1所述的宽带可变相位补偿器，其特征在于，所述第三光楔与第二光楔同向设置后固定在一起，从而可简便地按固定的比例调节第一光楔对和第二光楔对的厚度。
4.如权利要求1所述的宽带可变相位补偿器，其特征在于，所述第一光楔对和第二光楔对的楔角取决于第一光楔对和第二光楔对的厚度变化之比μ，且tg(aA)/tg(aB) = y，其中a α为第二光楔的楔角，a B为第三光楔的楔角。
5.如权利要求1所述的宽带可变相位补偿器，其特征在于，所述第一光楔对、第二光楔对、第一双折射平板、第二双折射平板自上而下依序放置，或者依所述第二光楔对、第一光楔对、第一双折射平板、第二双折射平板自上而下放置，或者依所述第一光楔对、第二光楔对、第二双折射平板、第一双折射平板自上而下放置，或者依所述第一双折射平板、第一光楔对、第二光楔对、第二双折射平板自上而下放置，或者依所述第二双折射平板、第一光楔对、第二光楔对、第一双折射平板自上而下放置，或者依所述第二双折射平板、第二光楔对、第一光楔对、第一双折射平板自上而下放置，或者依所述第一双折射平板、第二光楔对、第一光楔对、第二双折射平板自上而下放置。
【文档编号】G02B27/28GK103676183SQ201310699891
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】徐世祥, 潘新建, 郑水钦, 曾选科, 陆小微 申请人:深圳大学