[发明专利]高功率激光系统的多程相位调制装置

权利要求书

1.一种高功率激光系统的多程相位调制装置，特征在于其构成包括沿光束行进方向依次放置第一二分之一波片（1）、第一薄膜偏振片（2）、旋光单元（3）、第一全反镜（4）和多程相位调制单元（5）：

所述的旋光单元（3）由沿入射光束行进方向依次放置的第二二分之一波片（3-1)和法拉第旋光器（3-2）或者由沿入射光束行进方向依次放置的法拉第旋光器（3-2）和第二二分之一波片（3-1)构成；

所述的多程相位调制单元（5）是一个包含有相位调制器（5-9）的光学腔，由与光束传输方向成布儒斯特角的第二薄膜偏振片（5-1）将光脉冲导入和导出所述的多程相位调制单元（5），在所述第二薄膜偏振片（5-1）两侧分别放置的第二全反镜（5-4）和第五全反镜（5-12）构成了多程相位调制单元（5）的两个腔镜，所述的多程相位调制单元（5）内，在所述的第二薄膜偏振片（5-1）和第二全反镜（5-4）之间，依次放置四分之一波片（5-2）和电光开关（5-3），在所述的第二薄膜偏振片（5-1）和第五全反镜（5-12）之间，依次放置第三全反镜（5-5）、第四全反镜（5-6）、第一透镜（5-7）、第三二分之一波片（5-8）、相位调制器（5-9）、第二透镜（5-10）和增益介质（5-11）；

所述的第一全反镜（4）的法线与光束传输方向的夹角等于布儒斯特角的余角，所述的第一薄膜偏振片（2）的法线与光束传输方向的夹角等于布儒斯特角；

当入射光束经所述的第一二分之一波片（1），旋转所述的第一二分之一波片（1）的晶轴将入射的线偏光转变为第一类型偏振光，然后透过第一薄膜偏振片（2）和旋光单元（3），变成第二类型偏振光，再经第一全反镜（4）和多程相位调制单元（5），由多程相位调制单元（5）返回的光束经由所述的第一全反镜（4）、旋光单元（3）输出的第二类型偏振光，由所述的第一薄膜偏振片（2）反射输出。

2.根据权利要求1所述的高功率激光系统的多程相位调制装置，其特征在于，所述的第一薄膜偏振片（2）的法线和第二薄膜偏振片（5-1）的法线与光束传输方向均成布儒斯特角，透射第一类型偏振光，反射第二类型偏振光，所述的第一类型偏振光和第二类型偏振光的偏振面相差90°，旋转第一二分之一波片（1）的晶轴将入射的线偏光转变为第一类型偏振光。

3.根据权利要求1所述的高功率激光系统的多程相位调制装置，其特征在于所述的旋光单元（3）的作用是：当第一类型偏振的入射光正向通过所述的旋光单元（3）后转变为第二类型偏振光，当所述的光从该旋光单元（3）的另一端反向通过所述的旋光单元（3）时，输出光的偏振态不变，仍为第二类型偏振光。

4.根据权利要求1所述的高功率激光系统的多程相位调制装置，其特征在于所述的第二全反镜（5-4）的法线和所述的第五全反镜（5-12）的法线与光束传输方向平行，并且所述的第二全反镜（5-4）和第五全反镜（5-12）分别固定在各自的一维平移台上，该平移台的平移方向与光束传输方向平行，通过调节平移台以对所述的第二全反镜（5-4）和第五全反镜（5-12）沿着光束传输方向进行平移调节。

5.根据权利要求1所述的高功率激光系统的多程相位调制装置，其特征在于所述的多程相位调制单元（5）由第三全反镜（5-5）和第四全反镜（5-6）折叠，所述的第三全反镜的法线和第四全反镜的法线与光束传输方向的夹角为45°。

6.根据权利要求1所述的高功率激光系统的多程相位调制装置，其特征在于通过旋转所述的第三二分之一波片（5-8）的晶轴，将正向入射的第一类型偏振光转变为第二类型偏振光。

7.根据权利要求1所述的高功率激光系统的多程相位调制装置，其特征在于所述的相位调制器（5-9）为体材料相位调制器，通过在晶体上加载微波电场来实现对第二类型偏振光脉冲的相位调制。

8.根据权利要求1所述的高功率激光系统的多程相位调制装置，其特征在于所述的第一透镜（5-7）和第二透镜（5-10）焦距相同且共焦放置，所述的第一透镜（5-7）和第二透镜（5-10）与所述的第二全反镜（5-4）和所述的第五全反镜（5-12）构成4F系统，所述的相位调制器（5-9）放置在所述的第一透镜（5-7）和第二透镜（5-10）之间的共焦点，使光束尺寸足够小，能够顺利通过所述的相位调制器（5-9）。