[发明专利]一种用于匀光的自适应光束整形装置

说明书

一种用于匀光的自适应光束整形装置，该装置的构成包括半波片、起偏器、光敏响应器、检偏器。主要是入射光照射光敏响应器的光导层后，由于光导层电阻随照射的光敏光光强增大而减小，并且与液晶材料呈串联结构、两者总电压保持不变，液晶材料呈现与入射光强度分布对应的折射率变化，从而使入射光的偏振态分布也呈现相应的变化。当通过检偏器后，出射光的强度分布便呈现均匀分布。本发明具有使用简单、无需编程控制等优点。

技术领域

本发明涉及激光光束强度分布调控，特别是一种用于匀光的自适应光束整形装置，其优点是使用简单、无需编程控制。

背景技术

光束整形技术已在激光加工、空间光通信、激光聚变等领域得到广泛应用，光束整形单元，作为一种光场调控器件，已成为相关激光系统的核心元件。从技术手段方面，目前主要分为被动型和主动型两大类。

被动型光束整形技术的特点是，光束整形元件设计制备完成后，该元件的光学调制量不可更改，目前主要有软边光阑、二元面板、微透镜阵列、CPP相位板、DPP相位板等。主动型光束整形技术的特点是，整形元件的光学调制量可以根据需求进行实时调整，通常具备可编程控制的功能，目前主要有液晶空间光调制器、变形镜、数字微镜器件、MEMS器件等。

所以主动型技术与被动型相比，在实时性、灵活性方面具有一定的优势，但是也存在以下问题：(1)由于主动型元件光学调制量的调整，需要通过接收外部信号实现，因此该类型元件通常需要与外部控制器相连接，目前主要通过PC机连接，增加了系统复杂度；(2)当需要实现预设的光束强度分布，比如均匀分布时，需要对主动型元件的透过率分布进行编程控制，通过设计与光学系统相对应的反馈控制算法，实现激光光强分布的均匀化输出，因此该实现过程相对复杂。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有光束整形技术系统复杂、控制过程复杂的问题，提供一种用于匀光的自适应光束整形装置，该装置与现有的光束整形技术相比，具有使用简单、无需编程控制等优点，可用于激光加工、空间光通信、激光聚变等领域。

本发明的主要思想：

一种用于匀光的自适应光束整形装置，主要是通过选择对入射光波长具有光电导响应的光敏材料，并使光敏材料与液晶材料组成光敏响应器，由于光敏材料的电阻随入射光光强增大而减小，并且与液晶材料呈串联结构、两者总电压保持不变，因此液晶材料层呈现与入射光强度分布完全对应的电压分布。当通过后续的检偏器以后，该装置的透过率呈现与入射光强分布完全对应的分布，且强区的透过率低、弱区的透过率强，因此最终可使出射光均匀分布。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于匀光的自适应光束整形装置，特征在于该装置包括半波片、起偏器、光敏响应器和检偏器，所述的光敏响应器的结构沿入射光入射方向依次是第一基板、第一透明导电膜、光敏材料、液晶材料、第二透明导电膜和第二基板，所述的第一透明导电膜和第二透明导电膜之间连接一台交流电源，所述的光敏材料的电导率随入射光光强的增大而增大，所述的液晶材料的折射率随入射光光强的变化而变化。

所述的光敏材料的厚度为10um-500um。

所述的液晶材料的厚度为10um-100um。

所述的交流电源的电压大小有效值可调范围为5V-50V，驱动频率可调范围为10Hz-1000Hz。

与现有的光束整形元件相比，本发明的显著优点在于：

不仅具有主动性，能适应不同光强分布的入射光，而且无需连接外部控制器，具有使用简单、无需编程控制的特点。

附图说明

图1是本发明一种用于匀光的自适应光束整形装置的结构示意图。

图2是本发明所述的光敏响应器(3)的结构示意图。

具体实施方式