专利名称：激光光强衰减方法
技术领域：
本发明涉及的是一种光强衰减方法，特别是一种激光光强衰减方法，属于激光光电子领域。
背景技术：
经文献检索发现美国专利号为6130984，名称为小型可调光强衰减器。它是一种机械调谐式光强衰减器，采用机械调谐的方法对光强进行可控衰减。该专利首先制作一衰减薄膜，其衰减系数在不同位置是不同而且连续变化的，利用驱动马达或手工调节改变衰减薄膜的位移，使光束通过薄膜的不同位置，从而获取对光强的不同程度的衰减。这种机械调谐式光强衰减器的核心部件是衰减薄膜，其要求是薄膜厚度连续渐变，一般为了减少光强的损失还需在衬底上镀减反膜。这种方式存在如下的不足，如薄膜制作工艺复杂，不易做到大批量生产，相应地造成成本较高；光强衰减可调范围小于20dB；衰减随波长的变化比较大。
发明内容
主要是利用光束入射到一横截面为等腰梯形、上下底面镀有介质薄膜、折射率为1.90＞n＞1.64玻璃材料的棱镜内部，在其上、下底面发生多次反射来实现对激光光强的衰减。本发明的方法进一步描述如下第一步为了减少棱镜侧面对入射光强的反射，可把棱镜侧面做成圆柱面形状，采用蒸镀的方法把减反膜做在棱镜的两侧面上，减反膜可根据工作波长的范围选择合适的材料和厚度，介质薄膜折射率范围为1.28～1.37，具有一定的成膜性，膜厚为0.35～0.5μm，当入射光相对于衰减装置的入射角度发生改变时，随着入射角度的改变，入射光强的衰减，另外，通过对参数的调整，可以使衰减装置的最佳适用波长范围符合实际应用的需要；第二步优化棱镜的形状和尺寸大小，使衰减装置的可调衰减范围更大，棱镜底角大小为sin-1(1/n)(n为棱镜的折射率)，这样能减小衰减装置的插入损耗，棱镜上、下底面要有平行度要求，棱镜高和底的比例选择要保证光线进入到棱镜内部后能在上、下底面形成多次反射，反射次数越多，其衰减可调范围越大；第三步衰减工作状态的预置和工作范围的确定，让入射光垂直于棱镜侧面入射，这时所处的工作状态为反射光强最大处，减小入射光相对于衰减装置的入射角，实现对光强的衰减，衰减装置的工作范围为衰减曲线的光强最大处到光强最小处，入射角在这个范围调节就可实现对入射光强的连续可调。
本发明能实现对光强的连续可调，并且其衰减曲线偏振灵敏度很小，随波长的变化小，并且在不改变衰减装置的基本结构和参数的情况下，通过增加光束在棱镜底面的反射次数就得到更大的光强衰减。
本发明具有实质性的特点和显著的进步性，本发明可用于光通讯和光信息处理等需要光强衰减的场合，也可用于精密测距、全息信息处理等需要对光束参数进行严格控制的情况。本发明同现有的常规技术相比较具有如下优点1.工艺简单、价格低廉。2.消光比大。3.工作波长范围大。4.偏振灵敏度小。5.插入损耗小。
具体实施例方式本发明的实施例具体为实施例一第一步棱镜的折射率为1.74(波长1.55μm)，形状是横截面为等腰梯形的柱状体。采用蒸镀的方法把减反膜做在棱镜的两侧面上，减反膜效果主要是使入射光能全部进入到棱镜内部。介质薄膜是折射率为1.32(波长1.55μm)的聚合物，厚度为0.42μm。
第二步棱镜底角为35.08度，上底面、下底面的平行度为1′，高为1cm、下底面边长为4cm，光束在棱镜上、下底面反射次数总共为三次。衰减装置的最大衰减可达40dB，在0～40dB之间连续可调。
第三步预置工作状态时，让光束垂直棱镜侧面入射，当衰减装置朝入射角小的方向转动时，就得到对光强不同程度的衰减。详见下表所示。
实施例二第一步棱镜的折射率为1.75(波长1.3μm)，形状是横截面为等腰梯形的柱状体，采用蒸镀的方法把减反膜做在棱镜的两侧面上，减反膜效果主要是使入射光能全部进入到棱镜内部。介质薄膜是折射率为1.324(波长1.3μm)的聚合物，厚度为0.35μm。
第二步棱镜底角为34.85度，上底面、下底面的平行度为1′，高为1cm、下底面边长为4cm，光束在棱镜上、下底面反射次数总共为三次。衰减装置的最大衰减可达38dB，在0～38dB之间连续可调。
第三步预置工作状态时，让光束垂直棱镜侧面入射，当衰减装置朝入射角小的方向转动时，就得到对光强不同程度的衰减。
工作范围内的衰减系数和PDL的大小如下表所示。
实施例三第一步棱镜的折射率为1.64(波长1.55μm)，形状是横截面为等腰梯形的柱状体，采用蒸镀的方法把减反膜做在棱镜的两侧面上，减反膜效果主要是使入射光能全部进入到棱镜内部。介质薄膜是折射率为1.28(波长1.55μm)的聚合物，厚度为0.47μm。
第二步棱镜底角为37.57度，上底面、下底面的平行度为1′，高为0.5cm、下底面边长为4cm，光束在棱镜上、下底面反射次数总共为五次。衰减装置的最大衰减可达60dB，在0～60dB之间连续可调。
第三步预置工作状态时，让光束垂直棱镜侧面入射，当衰减装置朝入射角小的方向转动时，就得到对光强不同程度的衰减。
工作范围内的衰减系数和PDL的大小如下表所示。
权利要求
1.一种激光光强衰减方法，其特征在于主要是利用光束入射到一横截面为等腰梯形、上下底面镀有介质薄膜、折射率为1.90＞n＞1.64玻璃材料的棱镜内部，在其上、下底面发生多次反射来实现对激光光强的衰减。
2.根据权利要求1所述的这种激光光强衰减方法，其特征还在于对本方法进一步限定如下第一步为了减少棱镜侧面对入射光强的反射，可把棱镜侧面做成圆柱面，采用蒸镀的方法把减反膜做在棱镜的两侧面上，减反膜可根据工作波长的范围选择合适的材料和厚度，介质薄膜折射率范围为1.28～1.37，具有一定的成膜性，膜厚为3500～5000埃，随着入射角度的改变，实现对光强的衰减；第二步优化棱镜的形状和尺寸大小，棱镜底角大小为sin-1(1/n)(n为棱镜的折射率)，棱镜上、下底面有平行度要求，棱镜高和底的比例选择要保证光线进入到棱镜内部后能在上、下底面形成多次反射，反射次数越多，其衰减可调范围越大；第三步衰减工作状态的预置和工作范围的确定，让入射光垂直于棱镜侧面入射，这时所处的工作状态为反射光强最大处，减小入射光相对于衰减装置的入射角，实现对光强的衰减，入射角的调节范围为反射光强最大处到反射光强最小处。
全文摘要
激光光强衰减方法主要是利用光束入射到一横截面为等腰梯形、上下底面镀有介质薄膜、折射率为:1.90>n>1.64玻璃材料的棱镜内部,在其上、下底面发生多次反射来实现对激光光强的衰减。本发明能实现对光强的连续可调,并且其衰减的偏振灵敏度很小,随波长的变化小,并且在不改变衰减装置的基本结构和参数的情况下,通过增加光束在棱镜底面的反射次数就得到更大的光强衰减。
文档编号G02B6/34GK1335519SQ0112637
公开日2002年2月13日 申请日期2001年7月31日 优先权日2001年7月31日
发明者曹庄琪, 袁波, 方为军, 陈开盛, 窦晓鸣 申请人:上海交通大学