专利名称：精密激光衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可精密调谐的激光能量衰减装置。
背景技术：
目前，应用的可调谐激光衰减器主要有三种结构
1. 楔形镜可调谐衰减器由一对楔形衰减镜组成。横向移动其中一个楔 形镜，即改变其总体厚度，从而可连续改变衰减率，并保证出射光束与入射
光束方向一致。这种方式可以实现的衰减倍率在20-300倍之间，即13dB到 24dB之间，由于该结构采用机械的方法调整楔形镜的相对位移来调整激光透 过楔形镜的厚度，来达到衰减的目的。由于机械误差的存在，很难精密调整 到合适的衰减倍率，且不能实现自动控制衰减倍率。
2. 偏振片与波片可调谐衰减器可变衰减器通常由一个半波延迟片和两
个平行放置的线性偏振器(或叫检偏器)组成。光首先入射到半波延迟片上，
旋转后将产生偏振面的旋转。按照Malus法则，二者组合的相对透过率(忽 略其他损失机理)是二者光轴夹角余弦(cosine)值的平方。这就要求入射光 的线性偏振状态必须十分确定，因而衰减的最大值受入射光偏振状态的影响， 另外一个问题是这种组合的消光效果受波长影响，半波片并不能对所有的波 长都起到延迟作用。
3. 中性变密度盘可调谐衰减器中性变密度盘是在玻璃或者石英上镀上 光学薄膜，玻璃底片上角向各部分的薄膜厚度不同，对入射到其面上的激光 的衰减不同，旋转中性变密度盘，即可实现激光光强的连续衰减。但是该种 衰减结构由于所镀的光学薄膜不可能完全均匀，所以衰减精度差，并且该衰减结构必须由电机驱动，不可避免的带来机械误差，很难达到精密衰减的目 的。
发明内容
本发明的目的是提出一种改进的可精密调谐的精密激光衰减器，以克服 目前可调谐激光衰减器存在的上述诸多缺陷，使其能够可靠的实现对激光能 量衰减的精密控制。
本发明精密激光衰减器，由设置在同一光轴上的两个平行的偏振片和该 两个偏振片之间的法拉第旋光器组成。
本精密激光衰减器，入射到偏振片的激光振动方向由入射端的偏振片PI 决定，通过法拉第旋光效应使出射光的振动方向发生转动，于是光束不能全 部通过另一个平行放置的偏振片，也就是说发生了光束的衰减。只要保证两 个偏振片与法拉第旋光器的光轴平行，就可以改变组合装置的透过率，其变
化范围可从l降低到o。
采用该装置可以避免传统激光衰减使用机械装置带来的一系列问题，如 机械振动，变形等问题。可以通过精密控制电流来控制激光能量的衰减，能 够实现衰减精度高，动态范围大，特别是法拉第旋光器能够承受比较大的激 光功率，可广泛适用于高能激光的精密衰减的光学中，有着广泛的科学生产
应用价值。
图1是本发明精密激光衰减器的结构示意图。 以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细描述。
参照图1， 一种精密激光衰减器，其特征在于由设置在同一光轴上的两
个平行的偏振片Pl、 P2和该两个偏振片之间的法拉第旋光器3组成。
入射到偏振片的激光振动方向由偏振片Pl决定。法拉第旋光器是由钇 铁石榴石配合电磁线圈以及电流控制单元构成，它可以通过流过电磁线圈的电流来控制电磁场的场强，进而通过法拉第旋光效应使出射光的振动方向发
生转动，于是光束不能全部通过第二个平行放置的偏振片P2，也就是说发生 了光束的衰减。只要保证偏振片Pl和偏振片P2与法拉第旋光器的光轴平行， 就可以改变组合装置的透过率，其变化范围可从1降低到o。因为衰减量的
控制精度由法拉第旋光器的电流来控制偏振光旋转的角度来决定，所以法拉 第旋光器和偏振片组合有可能做成高精度连续可调衰减装置。
法拉第旋光效应，它使一束线偏振光在外加磁场的作用下的介质中传播
时，其偏振方向发生旋转，其旋转角度e的大小与沿光传播方向磁场强度H
和光在介质中传播的长度L之积成正比，艮口
式中，V为Verdet常数。
当光在两个平行放置的线偏振片传播时，由于法拉第旋光器的作用使线 偏振光不能完全通过后一块偏振片，此时透过P2的激光能量与线偏振光偏转 的角度e相关，也就是可以利用通过电磁线圈的电流来控制激光的衰减。此 时激光的透过率为
本发明可实现大功率激光的精密可调谐衰减，衰减范围可以达到0.4-60 分贝，最大承受的连续激光功率为200W/cm2，最大承受的脉冲激光峰值功率 为5MW/cm2。
权利要求
1. 一种精密激光衰减器，其特征在于由设置在同一光轴上的两个平行的偏振片(P1、P2)和该两个偏振片之间的法拉第旋光器(3)组成。
全文摘要
本发明涉及一种可精密调谐的精密激光衰减器，由设置在同一光轴上的两个平行的偏振片(P1、P2)和该两个偏振片之间的法拉第旋光器(3)组成。采用该装置可以避免传统激光衰减使用机械装置带来的如机械振动、变形等问题，可通过精密控制电流来控制激光能量的衰减，衰减精度高，动态范围大，特别是法拉第旋光器能够承受比较大的激光功率，可广泛适用于高能激光的精密衰减的光学中。
文档编号G02F1/01GK101441332SQ200810051629
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者帅 赵, 劲 郭 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所