一种偏振无关的声光调制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及声光调制领域，公开了一种偏振无关的声光调制器，包括声光晶体及其驱动装置，在所述声光晶体前后的光路上分别设有第一偏振分光元件与第一1/2波片组合和第二1/2波片与第二偏振分光元件组合。本实用新型的结构使得入射激光无论是什么偏振态，在进入声光晶体的时候均完全变成竖直线偏振光，在声光晶体内发生衍射后的衍射光再利用偏振分光元件和1/2波片的组合进行合束，再耦合进输出准直器继续传播，从而有效地消除了声光调制器衍射效率与入射光偏振的相关性，也保证了衍射效率的稳定性，进而保证光纤激光器出光功率的稳定性。
【专利说明】
-种偏振无关的声光调制器
技术领域
[0001] 本实用新型设及声光调制领域，尤其设及一种偏振无关的声光调制器。
【背景技术】
[0002] 当前在光纤激光器和固体激光器领域，声光调制器W及其他声光器件W其优良的 性能而得到广泛的应用，目前常用的声光晶体主要有二氧化蹄(Te02)和石英晶体(Crystal Quadz)等。尤其在光纤激光器领域，使用Te02晶体制作的光纤禪合声光调制器应用较多， 也很方便。我们知道，在一般的光纤激光器中，由于普通光纤(非保偏光纤)本身的特性，光 在光纤中传播的过程中，即使本来是线偏振光，偏振态也会一直发生改变，且是不易控制 的，当然运对于光纤激光器本身来说并不会有太大的影响，然而，对于声光晶体来说，入射 光的偏振态将会影响一级衍射光的衍射效率，进而会影响到光纤激光器的出光功率。
[0003] WTe02晶体为例，仅考虑正常声光相互作用的情况下，当入射光（假定波长入= 632.8皿)W布拉格角入射时，超声波沿晶体[001 ]方向传播，入射光沿[010 ]方向传播，入射 光的一级衍射光的衍射效率（由n来表示)公式，
[0004]
[0005] 其中，^表不入射光的波长，M2表不声光优值，Pac表不声光晶体中超声波的功率，L 和H分别表示换能器的长度和宽度。设定A = 632.8nm，Pac = 0.55W，L = 2.5mm，H=0.4mm。
[0006] 如下表，引自乌克兰《物理光学学报》2014年第3期第15卷《Te02晶体各向异性的声 光品质因素》:Te02晶体的各向声光相互作用的条件和实验性的声光参数，及相应的计算参 数。
[0007]
[000引
[0009] 根据W上表格中的数据我们可W得到，对于水平偏振光，M2 = 25.6Xl〇-iV/kg;对 于竖直偏振光来说，M2 = 34.5Xl(TiV/kg。根据一级衍射光衍射效率公式可W得到，对于水 平偏振光，n水平=74.4 % ;对于竖直偏振光，11?殖=87.4 %。可W看到，在相同的条件下，由于 入射光偏振态的不同，一级光衍射效率相差甚至达到13%。
[0010] 如图1所示为当下应用较多的光纤禪合声光调制器的示意图：光纤1传输的入射光 经输入准直器2准直后W布拉格角B入射到声光晶体3内，经声光调制衍射后，其一级衍射光 再由输出准直器4禪合到光纤1内继续传输。假设经光纤禪合到输入准直器2射出的入射光 为自然光，设定^=632.8皿，Pac = O. 5抓，L = 2.5mm，H=0.4mm;考虑可W将自然光等效分解 为偏振态相互垂直的两个分量，按照竖直和水平偏振态下M2值，进行计算，先不考虑光纤禪 合引入的差损，可得此时的一级光衍射效率为n = 80.9%。然而，在实际情况中，从来自输入 准直器2的入射光即使功率稳定，但由于偏振态是随机的，可能导致实际衍射效率一直存在 波动，进而会导致光纤激光器出光功率存在波动。
【发明内容】
[0011] 本实用新型的目的在于，提出一种偏振无关的声光调制器，可有效减少入射光偏 振态对声光晶体衍射效率的影响，而且结构简单，成本低。
[0012] 为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为:一种偏振无关的声光调制器，包 括声光晶体及其驱动装置，在所述声光晶体前后的光路上分别设有第一偏振分光元件与第 一1/2波片组合和第二1/2波片与第二偏振分光兀件组合;入射光经第一偏振分光兀件分为 偏振态相互垂直的两束线偏振光:竖直线偏振光和水平线偏振光;其中，竖直线偏振光直接 入射到声光晶体内，水平线偏振光则经过第一 1/2波片之后旋转为竖直线偏振光，再入射到 声光晶体内；两束竖直线偏振光经声光晶体衍射后，其中一束的一级衍射光直接入射到第 二偏振分光元件内，另一束的一级衍射光则经过第二1/2波片后旋转为水平线偏振光，再入 射到第二偏振分光元件内，所述两束一级衍射光经第二偏振分光元件后合为一束光输出。
[0013] 进一步的，所述第一偏振分光元件为走离晶体(walk-off晶体)或PBS晶体;所述第 二偏振分光元件为走离晶体(wa化-off晶体)或PBS晶体。
[0014] 本实用新型的有益效果为:有效地消除了声光调制器衍射效率与入射光偏振的相 关性，提高了衍射效率，而且也保证了衍射效率的稳定性，进而保证光纤激光器出光功率的 稳定性。
【附图说明】
[0015] 图1为现有技术中光纤禪合的声光调制器结构示意图；
[0016] 图2为本实用新型声光调制器实施例的结构示意图。
[0017] 附图标示：1、光纤;2、输入准直器;3、声光晶体;4、输出准直器;5、第一走离晶体； 6、第一 1/2波片;7、第二1/2波片;8、第二走离晶体;B布拉格角。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型做进一步说明。
[0019] 本实用新型采用一个偏振分光元件（如Walk-Off晶体或PBS晶体)和1/2波片组合 对输入准直器出射光进行分束，使得入射激光无论是什么偏振态，在进入声光晶体的时候 均完全变成竖直线偏振光，在声光晶体内发生衍射后的衍射光再利用偏振分光元件和1/2 波片的组合进行合束，再禪合进输出准直器继续传播，从而有效地消除了声光调制器衍射 效率与入射光偏振的相关性，也保证了衍射效率的稳定性，进而保证光纤激光器出光功率 的稳定性。
[0020] 如图2所示，为本实用新型偏振无关声光调制器实施例，包括声光晶体3及其驱动 装置（图中未示出），在该声光晶体前的光路上依光路设置的第一走离晶体5,与第一 1/2波 片6组合，在其后的光路上对称地引入1/2波片和走离晶体，如依光路设置第二1/2波片7与 第二走离晶体8组合，如此W保证分束后的两束光的衍射光光程和相位相同，也保证了两束 光合为一束光后可W禪合进同一个输出准直器内。光纤1传输的入射光经输入准直器2准直 后，再经第一走离晶体5分为偏振态相互垂直的两束线偏振光:竖直线偏振光和水平线偏振 光，即O光和e光，且两束光光强相同；其中，竖直线偏振光(0光)直接W布拉格角B入射到声 光晶体3内，水平线偏振光(e光）则经过第一 1/2波片6之后旋转为竖直线偏振光，再W布拉 格角B入射到声光晶体3内；两束竖直线偏振光经声光晶体3，在声光晶体3内发生布拉格衍 射后，一级衍射光仍为竖直线偏振光.其中一束(如原e光）的一级衍射光直接入射到第二走 离晶体8内成为O光，另一束（如原O光）的一级衍射光则经过第二1/2波片7后旋转为水平线 偏振光，再入射到第二走离晶体8内成为e光，如此可使得两束光的光程和相位刚好处于合 束的最佳条件。上述两束一级衍射光经第二走离晶体8后合为一束光输出，最后由输出准直 器4禪合到光纤1内继续传输。
[0021] 假设各参数均与【背景技术】(图1)所述的参数相同，且先不考虑插入走离晶体和1/2 波片引起的损耗，也不考虑光纤禪合引入的损耗，则可W计算出该实施例中的一级光衍射 效率为11 = 87.4%。明显的，该实施例中的衍射效率比图1所示现有技术结构的衍射效率提 高了 6.5%。如果再将插入走离晶体和1/2波片引入的差损考虑进去，其衍射效率也能保证 提高至少5%。而且，最为明显的，只要来自输入准直器的入射光功率稳定，即使偏振态是随 机的，那么+ 1级衍射光的衍射效率也是基本保持一致的，进而使得光纤激光器出光功率也 比较稳定。
[0022] 上述实施例中，走离晶体也可由其他偏振分光元件替代，如PBS晶体等。
[0023] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应 该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节
【主权项】
1. 一种偏振无关的声光调制器，包括声光晶体及其驱动装置，其特征在于:在所述声光 晶体前后的光路上分别设有第一偏振分光元件与第一 1/2波片组合和第二1/2波片与第二 偏振分光元件组合;入射光经第一偏振分光元件分为偏振态相互垂直的两束线偏振光:竖 直线偏振光和水平线偏振光;其中，竖直线偏振光直接入射到声光晶体内，水平线偏振光则 经过第一 1/2波片之后旋转为竖直线偏振光，再入射到声光晶体内；两束竖直线偏振光经声 光晶体衍射后，其中一束的一级衍射光直接入射到第二偏振分光元件内，另一束的一级衍 射光则经过第二1/2波片后旋转为水平线偏振光，再入射到第二偏振分光元件内，所述两束 一级衍射光经第二偏振分光元件后合为一束光输出。2. 如权利要求1所述偏振无关的声光调制器，其特征在于:所述第一偏振分光元件为走 离晶体或PBS晶体;所述第二偏振分光元件为走离晶体或PBS晶体。
【文档编号】H01S3/10GK205691894SQ201620555612
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月8日 公开号201620555612.1, CN 201620555612, CN 205691894 U, CN 205691894U, CN-U-205691894, CN201620555612, CN201620555612.1, CN205691894 U, CN205691894U
【发明人】吴砺, 贺坤, 孙正国, 林磊
【申请人】福州高意光学有限公司