[发明专利]基于声光调制的8程移频器

摘要

本发明公开了一种8程声光移频器，涉及激光声光移频技术领域。本发明包括单模保偏光纤、光纤耦合镜、反射镜、外直角反射镜、二分之一波片、偏振分光棱镜、法拉第旋光器、凸透镜、四分之一波片、声光调制器和射频驱动源；通过上述器件的有机整合，可实现激光多次往返于声光调制器并发生衍射，从而实现8程激光频率移动。本发明实现了当前基于声光调制移频技术，在移频范围、衍射效率、出射最大功率、衍射隔离度等技术参数上，单个声光调制器可达到的最优综合性能。在成本远低于同等移频范围声光调制器件的情况下，本发明综合性能远远优于其它产品，将大幅提高未来GHz量级高频声光调制技术的应用前景。

主权项

1.一种基于声光调制的8程移频器，其特征在于：包括单模保偏光纤（1）、激光准直器（2）、第1偏振分光棱镜（3‑1）、第2偏振分光棱镜（3‑2）、法拉第旋光器（4）、二分之一波片（5）、第1凸透镜（6‑1）、第2凸透镜（6‑2）、第3凸透镜（6‑3）、声光调制器（7）、射频驱动源（8）、外直角反射镜（9）、四分之一波片（10）、第1反射镜（11‑1）和第2反射镜（11‑2）；其位置关系是：激光经过单模保偏光纤（1），由光纤耦合镜（2）准直后射出平行光并垂直射向第1偏振分光棱镜（3‑1）；第1偏振分光棱镜（3‑1）右侧依次是法拉第旋光器（4）、二分之一波片（5）、第2偏振分光棱镜（3‑2）、第2反射镜（11‑2）、第1凸透镜（6‑1）、第1反射镜（11‑1）、四分之一波片（10）、第2凸透镜（6‑2）、声光调制器（7）、射频驱动源（8）、第3凸透镜（6‑3）、外直角反射镜（9）；其中第2反射镜（11‑2）位于第2偏振分光棱镜（3‑2）反射面输出端，并平行于第2偏振分光棱镜（3‑2），第1凸透镜（6‑1）的焦距f1，第2凸透镜（6‑2）的焦距为f2，第3凸透镜（6‑3）焦距为f3，其中第1凸透镜（6‑1）与第2凸透镜（6‑2）相距f1+f2，第2凸透镜（6‑2）与第3凸透镜（6‑3）相距f2+f3，声光调制器（7）位于第2凸透镜（6‑2）右侧焦距处，同时也位于第3凸透镜（6‑3）左侧焦距处；外直角反射镜（9）位于第3凸透镜（6‑3）右侧焦距处；第1反射镜（11‑1）位于第1凸透镜（6‑1）右侧焦距处，同时也位于第2凸透镜（6‑2）左侧焦距处；其连接关系是：激光经过单模保偏光纤（1），由光纤耦合镜（2）准直后射出平行光并垂直射向第1偏振分光棱镜（3‑1），此时激光偏振为偏振分光棱镜反射偏振S偏振，反射光垂直于入射光向右侧射出；反射光射向法拉第旋光器（4）左侧通光孔，并从右侧通光孔射出，射向并透过二分之一波片（5），激光偏振此时调整为偏振分光棱镜透过偏振P偏振，射向第2偏振分光棱镜（3‑2）；激光透过第2偏振分光棱镜（3‑2）射向由第1凸透镜（6‑1）和第2凸透镜（6‑2）组成的望远镜组，并以平行光出射，射向声光调制器（7），发生+1级或‑1级衍射，衍射角为1倍布拉格衍射角，偏振为P偏振，射向并透过第3凸透镜（6‑3），此时激光为聚焦光；透射光射向外直角反射镜（9），被两次反射后，反射光与入射光错开一定距离，并沿着与入射光平行的方向返回，反射光再次经过第3凸透镜（6‑3）并透过第3凸透镜（6‑3），由于外直角反射镜（9）位于第3凸透镜（6‑3）一倍焦距处，因此再次透过第3凸透镜（6‑3）的光束再次成为平行光，但传播方向被会聚到第3凸透镜（6‑3）左侧焦点，即声光调制器（7）的中心位置，并再发生+1级或‑1级衍射，衍射光射向并透过第2凸透镜（6‑2）；激光透过第2凸透镜（6‑2）后射向并透过四分之一波片（10），射向第1反射镜（11‑1）后反射并原路返回，再次透过四分之一波片（10‑3），此时激光偏振调整为S偏振，射向并透过第2凸透镜（6‑2），透射光射向声光调制器（7），第3次发生+1级或‑1级衍射；衍射光透过第3凸透镜（6‑3），经外直角反射镜（9）反射，返回并透过第3凸透镜（6‑3）、声光调制器（7），发生第4次1级衍射，此时激光与第一次衍射前的激光重合，但其偏振为S偏振；第4次衍射后衍射光透过第2凸透镜（6‑2）、第1凸透镜（6‑1），射向第2偏振分光棱镜（3‑2），此时激光偏振为S偏振，因此，激光被第2偏振分光棱镜（3‑2）反射并射向第2反射镜（11‑2），激光经过第2反射镜（11‑2）反射后重复第3、4、5、6步骤并依次发生第5、6、7、8次衍射；第8次衍射后，衍射光与入射光重合，偏振为P偏振的平行光，因此第8次衍射光透过第2凸透镜（6‑2）、第1凸透镜（6‑1）、第2偏振分光棱镜（3‑2）、二分之一波片（5）、法拉第旋光器（4），激光从法拉第旋光器（4）左侧通光孔射出后偏振为P偏振，射向第1偏振分光棱镜（3‑1）并透过出射，实现与入射激光的空间分离。