[发明专利]大口径激光偏振特性测量仪

说明书

本发明属于光学计量与测量技术领域，具体涉及一种大口径激光偏振特性测量仪；所述大口径激光偏振特性测量仪包括：聚焦光学系统、激光偏振特性测量仪探测器和激光偏振特性测量仪控制器；本发明采用了反射式离轴抛物面反射镜聚焦光学系统对大口径激光光束进行聚焦，避免了透射式光学元件由于材料自身的缺陷对测量光束偏振状态的影响，离轴抛物面反射镜采用小角度入射，聚焦光学系统具有自准直系统确保测量光束入射角小于1.3°，反射对测量光束偏振状态的影响非常小，因此，离轴抛物面式反射光学系统不会对测量光束偏振状态造成影响。本发明解决了目前大口径激光偏振特性测量的难题，具有测量准确度高，应用前景广的特点。

技术领域

本发明属于光学计量与测量技术领域，具体涉及一种大口径激光偏振特性测量仪，其主要用于大口径激光系统的激光偏振度、偏振方位角以及椭偏率等激光偏振特性参数测量。

背景技术

偏振是光的一项基本和重要的物理量。偏振测量技术是将传统的目标探测、识别技术与偏振技术相结合，利用光波以及目标的偏振特性进行探测和识别，从而能够有效提高探测和识别精度，该技术有着传统目标探测和识别技术所不具备的巨大优势，近年来偏振测量技术已经在偏振遥感对地观测、偏振光军事伪装目标识别、卫星激光通信、偏振水下目标探测、仿生偏振导航军事领域得到了广泛应用，是目前国际上快速发展的一个研究领域。在这些应用当中，对光的偏振度、偏振方位角以及椭偏率等偏振特性参数进行准确测量是武器装备科研生产顺利进行的基础和保障。其中，偏振度定义为光束中偏振部分的光强度和整个光强度之比，偏振态包括椭偏率和偏振方位角两个参数，描述了偏振光的振动方向以及椭偏情况。

上述各种应用中均有对大口径、工作波长范围宽、大动态范围的偏振特性参数精确测量的需求。

激光偏振度的测量，中国专利CN101793556B公布了一种利用多缝衍射法测量偏振态的装置及方法，该装置将偏振片覆盖二元光栅的一部分，然后沿光路方向依次固定偏振片、二元光栅、凸透镜和CCD探测器，平行入射光照射在二元光栅上，平行入射光透过二元光栅在CCD探测器成像，形成衍射条纹，再根据衍射理论，对衍射条纹拟合得到平行入射光的偏振态。该装置的不足之处是装置系统中的二元光栅较为昂贵且口径无法做到所需尺寸，从原理上无法对大口径激光系统进行测量，同时工作波长范围窄、动态范围相对较小，不能满足上述应用中偏振特性参数的测量需求。

中国专利CN102435421A公布了一种半导体激光器偏振测试方法及其测试系统，该装置利用振幅分割原理，把入射光分成四份后分别经过对应的四个探测器，在已知每个探测器对入射光的响应系数和整个系统的仪器矩阵下，可以计算出入射光的斯托克斯矢量。该装置的不足之处是对装置系统中的分光器件及探测器位置摆放极为严格，并且被测大口径激光的功率不能很低，否则信噪比太低，工作波长范围较窄、动态范围相对较小，同时测量精度较低，不能满足上述应用中偏振特性参数的测量需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术存在的问题，如何提供一种具有大口径、工作波长范围宽、大动态范围、偏振特性参数精确测量等主要功能和特点的大口径激光偏振特性测量仪。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种大口径激光偏振特性测量仪，所述大口径激光是指被扩束后的激光；所述大口径激光所应用的激光系统为激光光束被扩束后的激光系统；

所述大口径激光偏振特性测量仪包括：聚焦光学系统1、激光偏振特性测量仪探测器2和激光偏振特性测量仪控制器3；

所述聚焦光学系统1用于对待测大口径激光进行对准和无畸变聚焦，将待测大口径激光会聚到激光偏振特性测量仪探测器2的入射口；

所述激光偏振特性测量仪探测器2用于对入射的待测大口径激光进行调制，将入射的待测大口径激光由光信号转变为电信号，并且对电信号进行滤波处理，然后将电信号传输给激光偏振特性测量仪控制器3；