[发明专利]一种相位延迟元件及相位延迟装置

说明书

本发明公开了一种相位延迟元件，包括基底和光学介质层，光学介质层形成在基底表面，光学介质层用于将入射光反射出以及将入射光相互正交的两偏振态分量经过光学介质层后的相位偏移量造成差量。与现有的采用晶体制作的波片相比，本相位延迟元件采用光学介质层制作，能够承受较高的激光功率，能够提高对激光的抗损伤能力。本发明还公开一种相位延迟装置。

技术领域

本发明涉及光学元件技术领域，特别是涉及一种相位延迟元件。本发明还涉及一种相位延迟装置。

背景技术

偏振特性是描述激光的一项重要特征参量，光束的偏振特性直接影响着高功率激光器的输出功率、光学元件的损伤以及远场的光束质量等问题。在一些应用领域比如激光粒子加速实验、二氧化碳激光切割工艺、化学激光器光路设计等应用领域，都需要精确控制激光光束的偏振特性，以保证获得良好的应用效果。

目前，激光光束偏振特性的精确调控主要通过波片类器件实现，其原理是利用单轴或者双轴晶体的双折射特性。当一束线偏振光垂直入射到具有各向异性的晶体表面时，会分解成沿原方向传播但振动方向相互垂直的两束子光束，由于两束子光束在晶体中的传播速度不同，当通过一定厚度的晶体时，两束子光束之间就会产生相应的相位差，这样通过晶体后，两束振动方向互相垂直且有一定相位差的子光束重新叠加。根据相位差的不同，出射光束的偏振态相较入射时从线偏振态转化为圆偏振态、椭圆偏振态或者线偏振态等不同形式。

将具有双折射特性的晶体依照特定厚度制成相位延迟片，简称波片，主要有云母波片和石英波片。在小功率气体或者固体激光器中为了实现对输出光束偏振特性的控制，会在腔内采用波片类偏振控制元件。但是由于制成波片的晶体的激光损伤阈值较低，难以应用在高功率激光器中。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种相位延迟元件，能够提高对激光的抗损伤能力。本发明还提供一种相位延迟装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种相位延迟元件，包括基底和光学介质层，所述光学介质层形成在所述基底表面，所述光学介质层用于将入射光反射出以及将入射光相互正交的两偏振态分量经过所述光学介质层后的相位偏移量造成差量。

优选的，所述光学介质层包括层叠的至少两种折射率不同的材料层。

优选的，所述材料层包括二氧化铪层、二氧化锆层、五氧化二钽层、二氧化钆层、二氧化钪层或者二氧化硅层。

优选的，入射光照射到所述光学介质层的入射角度可改变。

一种相位延迟装置，包括腔体和相位延迟元件，所述相位延迟元件处于所述腔体内，所述腔体用于隔离外界光，入射光通过所述腔体的进光口进入所述腔体而入射到所述相位延迟元件，形成的出射光通过所述腔体的出光口发射出，所述相位延迟元件为以上所述的相位延迟元件。

优选的，还包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置用于控制所述相位延迟元件以入射光光轴为转轴旋转，所述第二控制装置用于控制所述相位延迟元件以与入射光光轴垂直的轴线为转轴旋转。

优选的，包括相对布置的第一相位延迟元件和第二相位延迟元件，所述第一相位延迟元件用于将入射光反射到所述第二相位延迟元件。

优选的，包括第一相位延迟元件、第二相位延迟元件、第三相位延迟元件和第四相位延迟元件，入射光依次经过所述第一相位延迟元件、所述第二相位延迟元件、所述第三相位延迟元件和所述第四相位延迟元件反射而发射出，使得入射光的入射方向与出射光的出射方向一致。