一種基于雙折射棱鏡的光束掃描角度放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光束角度精密控制領(lǐng)域，具體是指一種基于雙折射棱鏡的光束掃描角度放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]光束掃描技術(shù)是在一維直線或平面二維平面的一定范圍內(nèi)利用改變光束角度對掃描域進行光學(xué)掃描的過程，廣泛應(yīng)用于光學(xué)相控陣、光學(xué)成像、光譜分析等領(lǐng)域。
[0003]光束掃描時控制光束角度偏轉(zhuǎn)可以利用機械結(jié)構(gòu)來控制光源的照射角度，但機械結(jié)構(gòu)造成設(shè)備復(fù)雜，結(jié)構(gòu)臃腫。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中也有運用光學(xué)棱鏡折射或散射實現(xiàn)光束照射角度的變化，但光學(xué)棱鏡安裝固定后，散射或折射角度即固定，難以實現(xiàn)角度調(diào)節(jié)，通常的解決方式仍然是利用機械結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)棱鏡，這會帶來機械傳動的不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有光束掃描技術(shù)中采用機械結(jié)構(gòu)調(diào)解光源照射角度的技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種基于雙折射棱鏡的光束掃描角度放大器。
[0006]本發(fā)明所述一種基于雙折射棱鏡的光束掃描角度放大器，由液晶驅(qū)動電路和至少一組雙折射棱鏡組，所述雙折射棱鏡組包括多個雙折射棱鏡單元，所述多個雙折射棱鏡單元依次排列在同一直線，所述雙折射棱鏡單元由液晶波片和雙折射棱鏡組成，所述雙折射棱鏡由兩塊光軸相互垂直的雙折射晶體組成，同一雙折射棱鏡的兩塊雙折射晶體楔角相等，所述液晶驅(qū)動電路與各個雙折射棱鏡單元的液晶波片控制連接，所述楔角為雙折射晶體入射面與出射面之間的夾角。
[0007]優(yōu)選的，不同雙折射棱鏡單元的雙折射晶體楔角不等。
[0008]優(yōu)選的，所述光束掃描角度放大器包括兩組雙折射棱鏡組，這兩組雙折射棱鏡組的雙折射棱鏡正交放置，所述正交放置為一組相對另一組在垂直紙面方向旋轉(zhuǎn)90度。
[0009]優(yōu)選的，所述雙折射棱鏡由兩塊直角雙折射晶體組成。
[0010]優(yōu)選的，所述液晶波片為1/4波片。
[0011]采用本發(fā)明所述的基于雙折射棱鏡的光束掃描角度放大器，采用非機械式角度控制技術(shù)，具有掃描精度高、調(diào)節(jié)速度快、體積小、重量輕和抗干擾性強等一系列優(yōu)點，并能對入射角度控制范圍進行放大，在光學(xué)相控陣、激光雷達和空間激光通信等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述雙折射棱鏡的折射原理圖；
圖3為光束經(jīng)過雙折射棱鏡后的光束分離夾角與雙折射棱鏡楔角關(guān)系曲線；圖3中橫坐標為雙折射棱鏡楔角，縱坐標為光束分離夾角，單位均為度；
圖4為單一維度上利用本發(fā)明進行光束角度控制的原理示意圖；
圖5為單一維度上利用本發(fā)明進行動態(tài)掃描角度放大的原理示意圖；
圖中附圖標記名稱為:10_液晶波片11-雙折射棱鏡單元20-雙折射棱鏡210-第一雙折射晶體211-第二雙折射晶體30-液晶驅(qū)動電路31-導(dǎo)線40-橫向角度控制模塊41-縱向角度控制模塊50-入射光51-第一一級折射光52-第二一級折射光；
511-第一二級折射光512-第二二級折射光521-第三二級折射光522-第四二級折射光;
5111-第一三級折射光5112-第二三級折射光5211-第三三級折射光5212-第四三級折射光5121-第五三級折射光5122-第六三級折射光5221-第七三級折射光5222-第八三級折射光；
60-出射光。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0014]本發(fā)明所述基于雙折射棱鏡的光束掃描角度放大器，由液晶驅(qū)動電路和至少一組雙折射棱鏡組，所述雙折射棱鏡組包括多個雙折射棱鏡單元，所述多個雙折射棱鏡單元依次排列在同一直線，所述雙折射棱鏡單元由液晶波片和雙折射棱鏡組成，所述雙折射棱鏡由兩塊光軸相互垂直的雙折射晶體組成，同一雙折射棱鏡的兩塊雙折射晶體楔角相等，所述液晶驅(qū)動電路與各個雙折射棱鏡單元的液晶波片控制連接，所述楔角為雙折射晶體入射面與出射面之間的夾角，如圖2所示，楔角為圖2中的α角。
[0015]如圖1所示，雙折射棱鏡組的多個雙折射棱鏡單元排列在入射光的入射方向上，每個雙折射棱鏡單元由液晶波片和雙折射棱鏡組成，整個雙折射棱鏡組由多個這樣的單元堆置而成，液晶驅(qū)動電路30通過導(dǎo)線31連接每一片液晶波片，可以單獨調(diào)節(jié)在每一片液晶波片施加的電壓以控制通過液晶波片后的光束偏振態(tài)。
[0016]如圖2，給出了雙折射棱鏡控制角度的基本原理。雙折射棱鏡由兩塊雙折射晶體210和211組成，楔角均為α，其光軸互相垂直。對于每一入射光束50，通過對液晶波片施加兩個不同電壓，對光束產(chǎn)生不同的相位延遲，可以控制液晶波片的出射光偏振態(tài)平行或垂直于圖2所處平面(以下稱紙面)。如圖2所示，如果偏振態(tài)平行于紙面，進入雙折射棱鏡左半部的第一雙折射晶體210時，偏振方向與光軸平行，為e光，進入右半部的第二雙折射晶體211時，光束偏振方向與晶體的光軸垂直，為ο光，最終第級折射光51的光路如圖2所示。同理，如果入射光束50的偏振態(tài)垂直于紙面，進入雙折射棱鏡左半部的第一雙折射晶體210時，偏振方向與晶體光軸垂直，為ο光，進入右半部的的第二雙折射晶體211時，光束偏振方向與晶體的光軸平行，為e光，最終第二一級折射光52的光路如圖2所示。圖2所示的【具體實施方式】中，雙折射棱鏡由兩塊直角雙折射晶體組成，即頂角為90度，兩塊棱鏡可以拼合成一個矩形立方體，方便安裝固定。
[0017]可見，通過調(diào)解液晶波片上施加的電壓，可以調(diào)節(jié)每一雙折射棱鏡前的液晶波片光束的偏振態(tài)，可以使得入射光束經(jīng)過雙折射棱鏡單元后按照如圖2所示的折射光51或者52中的其中一種前進，從而實現(xiàn)了掃描角度的控制。
[0018]對于雙折射棱鏡的折射光路，雙折射棱鏡的楔角α與第一、第二一級折射光51、52之間的夾角關(guān)系曲