[发明专利]大功率激光偏振态测量仪

说明书

本发明涉及大功率激光偏振态测量领域。

大功率激光偏振状态对材料加工的效率与质量具有重大影响，材料对激光束的吸收比不仅由材料本身的光学性质决定，还与激光束的入射角度和偏振状态有直接关系。

激光束的偏振状态特性是用偏振度、消光比二个量来描述，公式表示为：

        ρ＝(I_max-I_min)/(I_max+I_min)

式中ρ为偏振度，

I为辐射强度。

由此可见偏振度是一个相对量，用平面型功率能量计即可测量。

常用的激光偏振态测量系统是用起偏器、检偏器来进行的。但对加工用激光束(大功率激光束)测量时，因为偏振片具有很高的能量吸收特性，所以承受不了高功率密度激光束，因此对大功率激光束偏振态的测量是极需解决的问题。

本发明的目的是提供一种结构简单，使用方便的大功率激光束偏振态的测量仪器。

本发明的技术方案是：将激光束照射到特定的反射面上进行反射，并用功率(或能量)计对反射光进行测量。上述反射面是由金属材料制成，表面镀有特殊反射物质，金属材料内部有水冷装置，用水冷却，将吸收热能带走。将已知反射率为R的反射面在光轴方向做10°-80°(与光轴的夹角)的位置变化，测出不同角度时反射后的功率值，圆偏振或任意偏振时反射功率值为恒值，光束总功率为P_总＝P_反/R，则反射功率P_max和P_min可测得，这就检测了与轴向不同夹角时定性的偏振变化。在选定与光轴不同夹角定位后，再将反射面围绕光轴作360°旋转，用功率计或能量计跟随反射光束测其功率或能量值。当反射面旋转到与偏振方向垂直时反射功率最大，这样就可得到不同方位定性的偏振状态。再用起偏器、检偏器低功率光束下对本装置的偏振敏感性进行标定，用它来修正前面的偏振度值，就可用本发明装置对高功率激光束进行偏振态的直接定量检测。

本发明附图1为偏振态测量仪操作示意图。

图中1为反射面，2为激光光轴，3为功率(或能量)计，4为可做360°旋转的支撑杆。

本发明的实施例结合附图作如下说明：

反射面由铝材或铜材制成，内部有水冷却通路，表面镀有特殊反射比R的材料，表面光洁度为₁₃制成椭圆面，该反射面1在光轴Z平面内可作10°-80°的定位转动，测定不同位置的反射功率，将反射面固定在所需测定位置上(择度定位)，再围绕光轴Z作360°的转动，定性测出光束在该夹角下(测定位置)360°不同方位的偏振状态。再在低功率激光束下用起偏器、检偏器对本发明仪器作偏振敏感度(消光比)进行标定，得出修正系数，修正后就可用它对高功率激光束作定量检测。

本发明具有下列特点：1)能对大功率激光束作偏振状态的直接定性定量测试；2)结构简单；3)使用方便。