偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置的制造方法
【專利摘要】本專利公開了一種偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置。該裝置包括轉(zhuǎn)臺(tái)、光筒、光源、準(zhǔn)直透鏡組、濾光片組合和起偏器。各部件按光路順序裝入光筒，光筒安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上；光源為白光光源；準(zhǔn)直透鏡組為消色差透鏡組；濾光片組合為多種帶通濾光片和截至濾光片的組合；起偏器為格蘭?湯普森棱鏡或格蘭?泰勒棱鏡。光源發(fā)出光，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡組進(jìn)行準(zhǔn)直，然后通過濾光片調(diào)制成所需光譜的光，再由起偏器起偏成線偏振光，然后使用轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行整體的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以獲得偏振方向可控而光強(qiáng)不變的線偏振光。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、可推廣應(yīng)用于各種零部件、組合件或光學(xué)系統(tǒng)的線偏振靈敏度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)上。
【專利說明】
偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本專利涉及偏振光譜技術(shù)，具體涉及一種偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)偏振特性控制有要求的各類光學(xué)和光電子元件、組合件以及系統(tǒng)中，偏振靈敏度是一個(gè)很重要的特性，用于描述出射光強(qiáng)或輸出信號(hào)對(duì)入射光的偏振態(tài)的敏感程度。實(shí)際應(yīng)用中，我們常采用線偏振靈敏度(LPS)來進(jìn)行表征，其定義為:當(dāng)一束完全線偏振光入射到一個(gè)光學(xué)元件或系統(tǒng)中時(shí)，在入射線偏振光的偏振方向旋轉(zhuǎn)180度的過程中，設(shè)出射光強(qiáng)度的最大值和最小值分別為ImajPImin，則線偏振靈敏度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:LPS= (Imax-1min)/(Imax+Imin) ο
[0003]為獲取不同偏振方向的線偏振光，常用旋轉(zhuǎn)起偏器的方式，然而由于光源發(fā)出的光往往是部分偏振光，在旋轉(zhuǎn)起偏器的過程中，起偏器出射光強(qiáng)不是恒定不變的。當(dāng)入射到待測(cè)件，很難界定待測(cè)件出射光強(qiáng)的變化是由于入射光強(qiáng)變化引起還是偏振角度變化引起的。解決這個(gè)困難，傳統(tǒng)的處理方式是先將光源的光進(jìn)行退偏處理，使之成為自然光或偽自然光，在各個(gè)偏振方向上的光強(qiáng)均勻分布，然后經(jīng)由起偏器起偏獲得光強(qiáng)不隨偏振方向變化的線偏振光。這樣，對(duì)于起偏器轉(zhuǎn)動(dòng)過程中檢測(cè)到的光強(qiáng)變化就可以用于計(jì)算線偏振靈敏度。然而退偏器往往退偏效果不夠理想，很難獲得完美的零偏振度的光，不同偏振方向的光強(qiáng)仍然有1%左右的波動(dòng)。另外，對(duì)于采用雙折射率晶體退偏器的測(cè)量方案，還存在光束分離的問題，不適用于遠(yuǎn)程測(cè)量光路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本專利提出了一種偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，在實(shí)現(xiàn)偏振方向任意可控的同時(shí)保證光強(qiáng)絕對(duì)恒定不變。
[0005]本專利提出的一種偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，其特征在于包括:轉(zhuǎn)臺(tái)1、光筒2、光源3、準(zhǔn)直透鏡組4、濾光片組合5和起偏器6 ο按光路順序，依次將光源3、準(zhǔn)直透鏡組4、濾光片組合5和起偏器6安裝在光筒2內(nèi)部，然后將光筒2安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)I上。光源3發(fā)出光，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡組4進(jìn)行準(zhǔn)直，然后通過濾光片組合5調(diào)制成所需光譜的光，再由起偏器6起偏成線偏振光，然后使用轉(zhuǎn)臺(tái)I轉(zhuǎn)動(dòng)光筒，可以獲得偏振方向可控而光強(qiáng)不變的線偏振光。
[0006]所述光筒2內(nèi)表面涂覆吸光材料、吸收雜散光.
[0007]所述光源3為白光，可為鹵鎢燈或小型紅外光源。
[0008]所述準(zhǔn)直透鏡組4為消色差透鏡組，并經(jīng)由光闌控制雜散光。
[0009]所述濾光片組合5為帶通濾光片和截至濾光片組合，根據(jù)波段需求更換.
[0010]所述起偏器6為格蘭-湯普森棱鏡或格蘭-泰勒棱鏡。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]I)不需進(jìn)行退偏處理，沒有退偏不完全導(dǎo)致的光強(qiáng)波動(dòng)；
[0013]2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，能嵌入到各種測(cè)量系統(tǒng)中；
[0014]3)不存在測(cè)量光束分離現(xiàn)象，可用于遠(yuǎn)程光路測(cè)量。
【附圖說明】
[0015]圖1為偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I為轉(zhuǎn)臺(tái)，2為光筒、3為光源、4為準(zhǔn)直透鏡組、5為濾光片組合、6為起偏器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面根據(jù)實(shí)例，來說明本專利的【具體實(shí)施方式】。
[0017]如圖1所示，裝置包括轉(zhuǎn)臺(tái)1、光筒2、光源3、準(zhǔn)直透鏡組4、濾光片組合5和起偏器6。轉(zhuǎn)臺(tái)I采用中空手動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，臺(tái)面直徑為100mm。光筒2采用鋁合金加工，進(jìn)行輕量化處理和內(nèi)部電鍍發(fā)黑處理，安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)軸線上。光源3采用歐司朗12v75w鹵素?zé)?，安裝在光筒2內(nèi)，電線連接到對(duì)應(yīng)穩(wěn)流電源，光源短時(shí)間不穩(wěn)定性小于0.1%，信噪比大于1000:1。準(zhǔn)直透鏡組4為熔石英與氟化鈣透鏡組成的消色差透鏡組，消色差范圍400-900nm，透鏡組對(duì)光束先形成一次成像，用光闌限光，再進(jìn)行發(fā)散光準(zhǔn)直，準(zhǔn)直光的束徑為1-1Omm可調(diào)。濾光片組合5采用中心波長520nm帶寬20nm的帶通濾光片加上相應(yīng)的次峰截止濾光片，使350-1150nm范圍內(nèi)只有帶通波段的光能透射。起偏器6采用方解石制作的格蘭-泰勒棱鏡。
[0018]裝置的應(yīng)用只需將該裝置安裝在測(cè)量平臺(tái)上。對(duì)空氣偏振靈敏度的測(cè)量可用于本裝置的驗(yàn)證和校準(zhǔn)，方法如下:將裝置固定在光學(xué)平臺(tái)上，在出射光束照亮處安裝硅探測(cè)器，使光束垂直并完全照射到探測(cè)面元上。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)I使光筒2進(jìn)行360°的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于起偏器6也轉(zhuǎn)動(dòng)了360°，因而可以獲得各個(gè)方向的線偏振光。由于光源3與準(zhǔn)直透鏡組4、濾光片組合5、起偏器6的相對(duì)位置關(guān)系不變，出射光束具有恒定不變的光強(qiáng)值，反映到探測(cè)信號(hào)上，得到了相同的探測(cè)電壓值，從而驗(yàn)證了裝置的可行性。針對(duì)其他元件或系統(tǒng)的線偏振靈敏度測(cè)量，只需在本專利裝置與探測(cè)器之間加入待測(cè)件即可進(jìn)行測(cè)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，包括轉(zhuǎn)臺(tái)(I)、光筒(2)、光源(3)、準(zhǔn)直透鏡組(4)、濾光片組合(5)和起偏器(6)，其特征在于: 按先后順序，依次將光源(3)、準(zhǔn)直透鏡組(4)、濾光片組合(5)和起偏器(6)安裝在光筒(2)內(nèi)部，然后將光筒(2)安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)(I)上;光源(3)發(fā)出光，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡組(4)進(jìn)行準(zhǔn)直，然后通過濾光片組合(5)調(diào)制成所需光譜的光，再由起偏器(6)起偏成線偏振光，然后使用轉(zhuǎn)臺(tái)(I)轉(zhuǎn)動(dòng)光筒，可以獲得偏振方向可控而光強(qiáng)不變的線偏振光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述的光筒(2)內(nèi)表面涂覆吸光材料、吸收雜散光。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述的光源(3)為鹵鎢燈或小型紅外光源。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述的準(zhǔn)直透鏡組(4)為消色差透鏡組，并經(jīng)由光闌控制雜散光。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述的濾光片組合(5)為帶通濾光片和截至濾光片組合，根據(jù)波段需求更換。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振方向可控光強(qiáng)不變的線偏振光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述的起偏器(6)為格蘭-湯普森棱鏡或格蘭-泰勒棱鏡。
【文檔編號(hào)】G02B27/28GK205608316SQ201620319361
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】蔡清元, 馮旗, 劉定權(quán), 劉寶麗, 羅海瀚, 馮鑫, 周靖, 馬小鳳, 孔園園, 王凱旋
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所