[发明专利]一种偏振无关型高精度连续动态激光能量衰减装置

说明书

本发明公开了一种偏振无关型高精度连续动态激光能量衰减装置，包括：偏振分束器，用于将待能量衰减的入射激光分束为s偏振光与p偏振光；第一衰减组件，位于s偏振光的光路上，用于对s偏振光进行能量衰减并输出衰减后的s偏振光；第二衰减组件，位于p偏振光的光路上，用于对s偏振光进行能量衰减并输出衰减后的p偏振光；偏振合束器，用于将衰减后的s偏振光与p偏振光合束并输出。本发明应用于激光能量衰减领域，采用基于偏振分束/合束器的双路激光同时衰减的结构，不仅能够在实现更大的衰减范围的同时实现更高的衰减精度，而且可以实现对任意偏振方向的激光进行连续动态衰减，还能够可以实现对偏振态随时间变化的激光进行连续动态衰减。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体是一种偏振无关型高精度连续动态激光能量衰减装置。

背景技术

在激光测距、激光制导和光通信等领域，为了能够对测距机和探测器的灵敏度进行测量，需要对激光能量进行连续衰减。激光连续衰减器就是为了满足此类需求而提出的，其工作原理一般是通过材料对光的吸收或反射特性来实现光能量的衰减。目前常用的激光连续衰减器可以分为吸收式连续衰减器和反射式连续衰减器两种类型。

吸收式衰减器是利用散布在光学材料中的光吸收物质衰减光强，通过改变吸收物质的掺杂浓度或衰减片的厚度来实现对激光的衰减。吸收式连续衰减器就是在上述原理基础上，通过设计连续改变的掺杂浓度或衰减片厚度，采用运动等方式来改变掺杂浓度或厚度实现对激光的连续衰减。这一类连续衰减器的主要代表为吸收式圆形渐变衰减器和楔形介质衰减器等。

反射式衰减器是通过在材料表面镀反射膜来实现对激光的连续衰减，其衰减量由膜层设计或晶体特性决定。反射式连续衰减器就是在上述原理基础上，通过设计连续变化的膜层结构结合运动方式来实现。其主要代表为反射式圆形渐变衰减器。除此之外，另一个重要的反射式连续衰减器类型为偏振衰减器，其基本原理为通过连续改变偏振片角度来实现对偏振激光的连续衰减。

相比于吸收式连续衰减器而言，偏振衰减器由于不存在热积累，可以用于高功率/高能量激光的衰减，同时还具有很高的衰减精度。但是传统偏振型衰减器的结构为两片平行放置的布鲁斯特薄膜偏振片之间放入与激光波长对应的二分之一波片，通过旋转改变波片光轴和偏振片夹角来控制透射过的激光能量/功率。这种设计存在如下的局限性：一是目前的二分之一波片消光比较低，这使得该类结构在设置为不透光的情况下仍然会有激光通过，即衰减范围不足；二是二分之一波片在旋转过程中输出激光偏振角度是波片旋转角度的2倍，这使得相关旋转角度精度条件下激光衰减量改变较大，即衰减精度不高；三是如果入射激光的偏振状态与第一片偏振片的偏振状态不一致或者本身是原偏振激光，即使该结构本身设置为全透光也会出现很大的能量衰减，造成激光能量浪费；四是如果入射激光源的偏振状态随时间发生变化，通过该结构衰减后的激光能量也会随时间变化，并且激光本身的偏振特性也会丢失。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种偏振无关型高精度连续动态激光能量衰减装置，采用基于偏振分束/合束器的双路激光同时衰减的结构，针对传统激光连续衰减器存在的衰减范围不足、激光能量浪费和激光源偏振变化时失效等问题提供了改进解决办法。

为实现上述目的，本发明提供一种偏振无关型高精度连续动态激光能量衰减装置，包括：

偏振分束器，用于将待能量衰减的入射激光分束为s偏振光与p偏振光；

第一衰减组件，位于s偏振光的光路上，用于对s偏振光进行能量衰减并输出衰减后的s偏振光；

第二衰减组件，位于p偏振光的光路上，用于对s偏振光进行能量衰减并输出衰减后的p偏振光；

偏振合束器，用于将衰减后的s偏振光与p偏振光合束并输出。

在另一个实施例，所述第一衰减组件包括第一旋转偏振器件与第一固定偏振器件；