[发明专利]一种宽带双折射相位补偿器

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，尤其涉及一种宽带双折射相位补偿器。

背景技术

能使两个在相互垂直方向上振动的场矢量产生一定的光程差或者相位差的装置，称为相位补偿器。传统的能对振动方向相互垂直的两束线偏振光产生连续改变即可控制的相位差补偿器有巴比涅和索利尔-巴比涅相位补偿器：巴比涅补偿器是由两个同质的石英晶体劈组成，这两个劈的光轴相互垂直，其缺点是必须使用极细的入射光束，因为宽的光束的不同部分会产生不同的相位差；而索利尔-巴比涅相位补偿器可以弥补这个不足，它是由两个平行的石英劈和一个石英平面板组成，石英板的光轴与两劈的光轴垂直，上劈可由微调螺丝使之平行移动，从而改变光线通过两劈的总厚度得到某波长的相位值。

补偿器可以补偿光学元件产生的双折射相位，也可以在一个光学器件中引入一个固定的延迟偏置。经校准定标后，还可以用来测量待求波片的相位延迟。因此被广泛应用。但是由于双折射晶体的色散效应，传统的相位补偿器的工作带宽都比较窄，这会严重影响它在宽带激光及其应用系统中的工作效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单且易于调节的宽带双折射相位补偿器。

本发明是这样实现的，一种宽带双折射相位补偿器，包括依序设置的第一光楔、第二光楔、第三光楔、第四光楔以及双折射平板；所述第一光楔和第二光楔均由第一双折射晶体制成，它们的楔角及光轴方向相同，两者相向放置形成第一光楔对；所述第三光楔和第四光楔均由第二双折射晶体制成，它们的楔角及光轴方向相同，两者相向放置形成第二光楔对；所述双折射平板由第三双折射晶体制成，所述第一双折射晶体、第二双折射晶体及第三双折射晶体在材料构成方面互异。

本发明将第一双折射晶体切割成楔角及光轴方向相同的第一光楔和第二光楔，两者相向放置形成第一光楔对；将第二双折射晶体切割成楔角及光轴方向相同的第三光楔和第四光楔，两者相向放置形成第二光楔对；将第三双折射晶体切割成双折射平板，其中所述第一双折射晶体、第二双折射晶体及第三双折射晶体在材料构成方面互异。将所述第二光楔与第三光楔固定在一起同步移动，它们移动时将使所述第一光楔对的厚度和第二光楔对的厚度等比例变化。此比例的选择需满足第一光楔对和第二光楔对间一阶双折射色散补偿条件。所选用的双折射平板材料及其厚度需与所选用的第一、二光楔对工作在零双折射相位处的厚度配合也满足一阶双折射色散补偿条件。本相位补偿器可以根据需要宽带补偿入射光的不同双折射相位，操作方便。适用于宽带激光及其应用系统。

附图说明

图1是本发明实施例提供的宽带双折射相位补偿器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的KDP/MgF₂+ADP（d_C=4000μm）相位补偿器的相位与波长的关系曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供的宽带双折射相位补偿器包括依序设置的第一光楔1、第二光楔2、第三光楔3、第四光楔4以及双折射平板5。其中，所述第一光楔1与第二光楔2的楔角及光轴方向相同，均由第一双折射晶体制成，两者相向设置等价于一厚度可变的光学平板；所述第三光楔3与第四光楔4的楔角及光轴方向相同，均由第二双折射晶体制成，两者相向设置等价于另一厚度可变的光学平板。所述双折射平板5由第三双折射晶体制成，所述第一双折射晶体、第二双折射晶体及第三双折射晶体在材料构成方面互异。例如，所述第一双折射晶体可选用KDP晶体，即第一光楔1和第二光楔2为KDP晶体；所述第二双折射晶体可选用MgF₂晶体，即第三光楔3和第四光楔4为MgF₂晶体；所述第三双折射晶体可选用ADP晶体，即双折射平板5为ADP晶体。

为使本相位补偿器能工作在零相位附近，令第一光楔对与第二光楔对产生的双折射相位之和与双折射平板产生的双折射相位相消，于是有