專利名稱：一種用于腔內(nèi)起偏的吸收型起偏器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及激光領(lǐng)域的起偏器及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的基于晶體雙折射性質(zhì)的起偏器是使自然光入射時(shí)晶體中的一束線偏 振光在偏振棱鏡內(nèi)發(fā)生全反射，只出射一束線偏振光。比如格蘭-湯姆遜棱鏡是 由兩塊方解石直角棱鏡沿斜面相對(duì)膠合而成，光軸取向垂直于通光面并相互平
行。當(dāng)光垂直于棱鏡端面入射時(shí)，o光和e光均不發(fā)生偏折，他們?cè)谛泵嫔系娜?射角等于棱鏡斜面與直角面的夾角6。制作時(shí)應(yīng)使膠合劑的折射率大于并接近
非常光的折射率但小于尋常光折射率，并選取e角大于o光在膠合面上的臨界
角。這樣o光在月交合面上將發(fā)生全反射，并被棱鏡直角面上涂層吸收；而e光， 由于折射率幾乎不變而無(wú)偏折的從棱鏡出射。這種起偏棱鏡由于是由兩塊方解 石膠合而成，因此體積都比較大。另一種起偏器是采用PBS膜棱鏡或PBS膜片 構(gòu)成起偏器，PBS棱鏡尺寸較大，PBS膜起偏器一般入射光有大角度入射，因此 尺寸亦較大，另外其抗激光損傷能力有限，還有一種采用玻璃制作的起偏器， 其缺點(diǎn)是亦吸收、較大激光功率亦難承受，同時(shí)易引起光束質(zhì)量變化，同樣塑 料控制起偏器亦只能在低功率下使用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種利用各向異性晶體兩個(gè)偏振方向在部分 光譜范圍內(nèi)的吸收不一致構(gòu)成的平面薄片起偏器以及其應(yīng)用。 本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
用于腔內(nèi)起偏的吸收型起偏器，可置于激光腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)激光器腔內(nèi)起偏。利用摻雜的各向異性晶體的a和7t兩個(gè)偏振方向在部分特定光鐠范圍內(nèi)的吸收
不一致，構(gòu)成偏振器和部分偏振器，制成光學(xué)平面薄片。
進(jìn)一步的，所述的各向異性晶體是C,:YV04晶體，其所述的特定的光鐠范 圍是900nm-1300nm。
更進(jìn)一步的，所述的C一+:YV04晶體的特定的光譜尤其包括1064nm。
進(jìn)一步的，所述的各向異性晶體是Nd:YV04晶體，其所述的特定的光語(yǔ)范圍 是850nm-900nm。
更進(jìn)一步的，所述的Nd: YV04晶體的特定的光譜尤其包括880nm。
進(jìn)一步的，所述的各向異性晶體是Cr:BeAh04晶體，其所述的特定的光譜范 圍是600nm-700nm。
進(jìn)一步的，所述的各向異性晶體是Cr:ZnW04晶體，其所述的特定的光語(yǔ)范 圍是900nm-1000nm。
更進(jìn)一步的，所述的Cr: ZnW04晶體的特定的光譜尤其包括946nra。
本發(fā)明的起偏器可以應(yīng)用于激光領(lǐng)域中，包括
一、該起偏器可應(yīng)用于微片式激光器，亦可用于分離腔激光器。若采用微片 式激光器，其中各元件通過(guò)膠合、光膠或深化光膠合成一整體。
二 、 該起偏器可用于激光腔內(nèi)起偏。
三、該起偏器可用于連續(xù)激光器，亦可用于脈沖激光器。
因本發(fā)明采用如上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)體積很小、激光損傷閾值高、 散熱性能好、易于大批量生產(chǎn)、成本較低。


圖l是Cr4+: YV04晶體的tt方向吸收和a方向吸收特性圖；圖2是Nd: YV04晶體的丌方向吸收和cr方向吸收特性圖； 圖3是Cr:BeA1204晶體的偏振吸收特性圖； 圖4是Cr: ZnW04晶體的偏振吸收特性圖5是本發(fā)明的起偏器的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合

和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明主要建立在各向異性晶體兩個(gè)偏振方向在部分光語(yǔ)范圍內(nèi)吸收不一 致的基礎(chǔ)之上。基本工作原理很多各向異性晶體的兩個(gè)偏振方向的吸收存在 差別，在一些特殊的光語(yǔ)范圍內(nèi)，兩個(gè)方向的吸收不一致。如圖1所示為Cr4+: YV04 晶體的7t方向吸收和c7方向吸收。在1064nm處，cr方向的吸收和tt方向的吸收 存在一定差別，將這種晶體制作成平面薄片，使得光軸在通光平面內(nèi)，當(dāng)該波 段范圍內(nèi)的光通過(guò)此平面薄片時(shí)，由于兩方向吸收存在差別，因此出射光幾乎 是沿著cr方向偏振，這樣就可以達(dá)到某些波長(zhǎng)范圍的光起偏的目的。如圖2所 示為Nd: YV04晶體的7t方向吸收和cr方向吸收。在880nm處，(j方向吸收幾乎為 零，而7t方向則存在一定的吸收，假如我們將這種晶體制作成高濃度Nd:YV04 平面薄片，使得光軸在通光平面內(nèi)，當(dāng)該波段范圍內(nèi)的光通過(guò)此平面薄片時(shí)，
由于ct方向吸收幾乎為零，而7t方向存在一定的吸收，因此出射光幾乎是沿著
丌方向偏振。這^^就可以達(dá)到某些波長(zhǎng)范圍的光起偏的目的。如圖3和圖4所 示，分別是Cr: BeAh04和Cr: ZnW04的偏振吸收特性圖?？梢钥闯觯珻r: BeAl204 在600-700nm范圍內(nèi)平行a軸的吸收很小，而在平行b軸方向的吸收較大，因 此可以制作出在該波段范圍內(nèi)的偏振器。而Cr: ZnW04則在900-1000nm范圍內(nèi) 平行a軸的吸收纟艮小，平行b軸的吸收較大，因此亦可以制作在900-1000nm范 圍內(nèi)的平面薄片當(dāng)起偏器。本發(fā)明的起偏器可以應(yīng)用于激光領(lǐng)域的多種裝置中，其中主要包括 如圖5所示，101為各向同性激光晶體，102為本發(fā)明的起偏器，103為倍 頻晶體。泵浦光通過(guò)各向同性激光晶體IOI，在通光面上泵浦光被激光晶體吸收 101，發(fā)出激光。但由于是各向同性激光晶體，因此這種激光沒(méi)有偏振特性。在 激光晶體101后加入本發(fā)明的起偏器的平面薄片102，其光軸在通光平面內(nèi)。當(dāng) 光束通過(guò)該起偏器102, —個(gè)偏振方向的吸收為零或較小，而另一個(gè)偏振方向的 吸收較大，因此可達(dá)到起偏的目的。這樣光束再通過(guò)倍頻晶體103,才能有效倍 頻。這里平面薄片只用于激光光束起偏，需一個(gè)方向吸收很小，另一個(gè)方向吸 收較大，即部分偏振即可。例如，若101為Nd:YAG, 102為Cr: ZnW04, 103為 BiBO，則在946nm處可對(duì)激光腔起偏，從而獲得倍頻效率較高的倍頻光。
本發(fā)明由于采用晶體作起偏器，其散熱性能好、激光破壞閾值高、尺寸小、 易于大批量生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域特別是激光與光通訊領(lǐng)域。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式 上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于腔內(nèi)起偏的吸收型起偏器，可置于激光腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)激光器腔內(nèi)起偏，其特征在于利用摻雜的各向異性晶體的σ和π兩個(gè)偏振方向在部分特定光譜范圍內(nèi)的吸收不一致，構(gòu)成偏振器和部分偏振器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的起偏器，其特征在于所述的起偏器可應(yīng)用于微片式 激光器，亦可用于分離腔激光器；可用于連續(xù)激光器，亦可用于脈沖激光器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光腔內(nèi)起偏器，其特征在于所述的各向異性晶體 包括所有在其部分特定光語(yǔ)范圍內(nèi)的cj和兀兩個(gè)偏振方向存在吸收不一致的 各向異性晶體，如Cr4+:YV04、 Nd:YV04、 Cr:BeAl204、 Cr:ZnW04。
4. 如權(quán)利要求3所述的各向異性晶體，其特征在于所述的各向異性晶體是 Cr":YV04晶體，其所述的特定的光譜范圍是900nm-1300nm。
5. 如權(quán)利要求4所述的各向異性晶體，其特征在于所述的Cr4+:YV04晶體的 特定的光語(yǔ)尤其包括1064nm。
6. 如權(quán)利要求3所述的各向異性晶體，其特征在于所述的各向異性晶體是 M: YV04晶體，其所述的特定的光鐠范圍是850rnn-900mn。
7. 如權(quán)利要求6所述的各向異性晶體，其特征在于所述的Nd:YV04晶體的特定 的光譜尤其包括880nm。
8. 如權(quán)利要求3所述的各向異性晶體，其特征在于所述的各向異性晶體是 Cr: BeAl204晶體，其所述的特定的光語(yǔ)范圍是600nm-700nm。
9. 如權(quán)利要求3所述的各向異性晶體，其特征在于所述的各向異性晶體是 Cr: ZnW04晶體，其所述的特定的光鐠范圍是900nm-1000nm。
10. 如權(quán)利要求9所述的各向異性晶體，其特征在于所述的Cr:ZnW04晶體 的特定的光語(yǔ)尤其包括946nm。
全文摘要
本發(fā)明申請(qǐng)涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及激光領(lǐng)域的起偏器及其應(yīng)用。本發(fā)明公開(kāi)了一種利用摻雜的各向異性晶體兩個(gè)偏振方向在部分光譜范圍內(nèi)的吸收不一致構(gòu)成的偏振器和部分偏振器。可以應(yīng)用于激光器腔內(nèi)起偏。較傳統(tǒng)的雙折射起偏棱鏡及其他種類的起偏器而言，它具有很多優(yōu)點(diǎn)體積很小，激光損傷閾值高，散熱性能好，易于大批量生產(chǎn)、成本較低。
文檔編號(hào)H01S3/10GK101615753SQ20091016503
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者凌吉武, 盧秀愛(ài), 礪 吳, 楊建陽(yáng), 英 邱, 陳衛(wèi)民 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司