一种激光偏振方向转换器的制作方法

本发明属于激光应用的技术领域，具体涉及一种激光偏振方向转换器。

背景技术：

半导体激光器具有体积小、重量轻、可直接调制、电光转换效率高、高可靠性等优点。采用半导体材料制作的激光器已覆盖从可见光到太赫兹波段。尤其短波红外和中波红外半导体激光器在国防领域中具有重要应用。中波红外半导体激光器也就是中红外量子级联激光器。

在实际应用中，高功率中波红外半导体激光器谱线较宽，高达100nm以上。利用传统的偏振器件，如半波片，法拉第旋光器等，通过改变光场相位延迟实现偏振方向转换的器件，控制宽光谱激光的偏振方向比较困难，对于要求激光输出方向与入射方向保持同轴同向的情况下，难以实现高效率的偏振方向转换。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种激光偏振方向转换器，使得宽光谱中红外波段半导体激光器的发射激光经过转换后，实现输出方向与入射方向保持同轴同向，且偏振方向能够高效率转换。

实现本发明的技术方案如下：

一种激光偏振方向转换器，包括反射率均不小于99％的反射镜i、反射镜ii、反射镜iii、反射镜iv，反射镜v，反射镜vi和反射镜vii；

建立o－xyz三维立体几何坐标系，反射镜i位于o点，反射镜i所在平面与oxy面夹角45°，且与oyz平面夹角45°，反射镜ii位于反射镜i的+z方向；反射镜ii所在平面与oxy面夹角45°，且与oxz平面夹角45°，反射镜iii位于反射镜ii的+y方向，反射镜iii所在平面与oxz面夹角45°，且与oxy平面夹角45°，反射镜iv位于反射镜iii的－z方向，反射镜iv所在平面与oxz面夹角45°，且与oxy平面夹角45°，反射镜v位于反射镜iv的+y方向，反射镜v所在平面与oxz面夹角45°，且与oyz平面夹角45°，反射镜vi位于反射镜v的+x方向，反射镜vi所在平面与oxz面夹角45°，且与oyz平面夹角45°，反射镜vii位于反射镜vi的－y方向，反射镜vii所在平面与oxz面夹角45°，且与oyz平面夹角45°；

设定入射激光沿x轴正方向传输，偏振方向沿z轴正方向，经过反射镜i反射后，传输方向沿z轴正方向，偏振方向沿x轴正方向，经过反射镜ii反射后，传输方向沿y轴正方向，偏振方向沿x轴正方向，经过反射镜iii反射后，传输方向沿z轴负方向，偏振方向沿x轴正方向，经过射镜iv反射后，传输方向沿y轴正方向，偏振方向沿x轴正方向，经过反射镜v反射后，传输方向沿x轴正方向，偏振方向沿y轴正方向，经过反射镜vi反射后，传输方向沿y轴负方向，偏振方向沿x轴正方向，再经过反射镜vii反射后，传输方向沿x轴正方向，偏振方向沿y轴正方向。

进一步地，所述入射激光的激光谱段为全波段。

有益效果：

本发明通过七片高反射率反射镜的反射，在激光传输方向转换前后同向同轴的情况下，改变了激光的偏振方向，实现了宽光谱中红外波段激光偏振方向的高效率转换，其偏振方向转换效率能达到90％以上，并且具有较好的光束质量。

本发明适用的激光谱段为全波段，涉及从紫外光、可见光和红外光。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2(a)为本发明实施例结构设计主视图。

图2(b)为本发明实施例结构设计俯视图。

图3为本发明各个反射镜位置示意图。

其中，1－反射镜i，2－反射镜ii，3－反射镜iii，4－反射镜iv，5－反射镜v，6－反射镜vi，7－反射镜vii。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种激光偏振方向转换器，利用七个全反射镜导光可实现激光偏振方向90度转换，通过设计反射镜的安装位置实现输出激光与入射光同轴输出，且偏振转换效率能达到90％以上，保证较好的光束质量。本发明涉及的激光谱段为全波段，涉及从紫外光、可见光和红外光。

如图1所示，本发明方案具体包括反射率均不小于99％的反射镜i、反射镜ii、反射镜iii、反射镜iv，反射镜v，反射镜vi和反射镜vii；七片反射镜中，反射镜ii和反射镜iii与其他反射镜不在同一水平面上，每片反射镜都是90度反射。

如图3所示，建立o－xyz三维立体几何坐标系，反射镜i位于o点，反射镜i所在平面与oxy面夹角45°，且与oyz平面夹角45°，反射镜ii位于反射镜i的+z方向；反射镜ii所在平面与oxy面夹角45°，且与oxz平面夹角45°，反射镜iii位于反射镜ii的+y方向，反射镜iii所在平面与oxz面夹角45°，且与oxy平面夹角45°，反射镜iv位于反射镜iii的－z方向，反射镜iv所在平面与oxz面夹角45°，且与oxy平面夹角45°，反射镜v位于反射镜iv的+y方向，反射镜v所在平面与oxz面夹角45°，且与oyz平面夹角45°，反射镜vi位于反射镜v的+x方向，反射镜vi所在平面与oxz面夹角45°，且与oyz平面夹角45°，反射镜vii位于反射镜vi的－y方向，反射镜vii所在平面与oxz面夹角45°，且与oyz平面夹角45°；

设定入射激光沿x轴正方向传输，偏振方向沿z轴正方向，经过反射镜i反射后，传输方向沿z轴正方向，偏振方向沿x轴正方向，经过反射镜ii反射后，传输方向沿y轴正方向，偏振方向沿x轴正方向，经过反射镜iii反射后，传输方向沿z轴负方向，偏振方向沿x轴正方向，经过射镜iv反射后，传输方向沿y轴正方向，偏振方向沿x轴正方向，经过反射镜v反射后，传输方向沿x轴正方向，偏振方向沿y轴正方向，经过反射镜vi反射后，传输方向沿y轴负方向，偏振方向沿x轴正方向，再经过反射镜vii反射后，传输方向沿x轴正方向，偏振方向沿y轴正方向。

本发明所述的反射镜为镀膜材料，能够实现宽光谱激光反射，反射率不小于99％。

本实施例中，所述的入射激光波长为4.6μm，谱线宽度为约100nm。光源为中波红外半导体激光器，具备脉冲和连续输出能力，输出功率约1w，输出激光光束口径为4mm，发散角为3mrad。采用的激光电源可实现脉冲和连续两种模式输出。入射光在水平方向，其激光偏振方向为s光，经反射镜i反射后方向变化90度，传输方向竖直方向，之后经反射镜ii反射后，此反射光与入射光不在同一水平面上，此时输出激光偏振方向为p光，之后经反射镜iii和反射镜iv将激光高度降为初始平面，激光偏振方向为p光。激光在经过反射镜v，反射镜vi和反射镜vii导光后，输出激光方向与入射光方向一致，并且保持同轴输出，激光方向为p光。此时就完成了激光偏振方向旋转90°，并且输出激光方向与入射激光方向保持同轴同向传输。

本实施例对于七个反射镜的结构布置如图2(a)和图2(b)所示，反射镜i、反射镜ii、反射镜iii、反射镜iv，反射镜v，反射镜vi和反射镜vii姿态位置固定，通过胶粘接在结构件上。机械结构设计采用一体化设计，保持较好的稳定性。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。