CN101059638A - 一种激光功率/能量调节分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于对激光器输出激光进行功率或能量调节分配的装置。该装置包括：至少两个1/2波片，其中包括第一和第二1/2波片；至少两个偏振片，其中包括第一和第二偏振片；所述1/2波片和所述偏振片的数目相等，且所有所述1/2波片和所述偏振片共光轴；所述第一1/2波片、第一偏振片、第二1/2波片和第二偏振片依次按顺序设置在同一光轴上，其余1/2波片和偏振片同样按照对应顺序依次设置在所述光轴上；所有所述偏振片都与所述光轴成布儒斯特角设置。本发明具有的优点在于：简单方便，调节灵活，分配准确。

Description

一种激光功率/能量调节分配装置

技术领域

本发明涉及激光技术，特别涉及一种用于对激光器输出激光进行功率或能量调节分配的装置。

背景技术

随着激光技术的迅速发展，激光技术在各个领域所起的作用越来越巨大，从军用到民用，从科研到教学，从工业到农副业等众多领域。与此同时，各种应用对激光器输出能量的再分配的使用也越来越多，如多光束打靶、激光表演等非常具有代表性的需要对激光功率或能量进行分配或调节变化的情况。在工程应用中，对激光能量/功率分配或调节方案的可靠性、工程化、稳定性、可装配型、可操作性的要求也越来越高。

现有技术中，一般实现激光输出功率/能量的分配，完全依赖于镀制相应的膜片来实现。镀膜过程一般是靠真空蒸发或者离子溅射等方法在基质材料上沉积上几层乃至几十层甚至上百层介质膜，来实现所需要的反射率和透射率。现有技术的不足在于：首先，该方法对于透过率的精度控制很差，如果精度要求稍微高一些，比如控制透过率为32％，一般只能做到透过率误差为±2％，假如实际使用要求透过率误差为±0.5％，那么在镀制相应的膜片时就将会导致大量的不符合要求的膜片出现，从而大大增加生产成本和周期；其次，用镀膜的方法实现功率或能量的分配时，一旦膜片镀完，就不容易改变分光比例，如果要改变分光比例就必须重新再镀，从而使得膜片的适应性差。

因此，现有技术的不足就需要一种新的激光功率/能量调节分配装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术进行功率或能量分配时依赖于镀分光膜片的成本高、周期长、误差大、适应性差等缺点，从而提供一种能够灵活调节激光功率/能量的调节分配装置。

为了达到上述目的，本发明采取如下技术方案。

一种激光功率/能量调节分配装置，包括：

至少两个1/2波片，其中包括第一和第二1/2波片；

至少两个偏振片，其中包括第一和第二偏振片；

所述1/2波片和所述偏振片的数目相等，且所有所述1/2波片和所述偏振片共光轴；所述第一1/2波片、第一偏振片、第二1/2波片和第二偏振片依次按顺序设置在同一光轴上，其余1/2波片和偏振片同样按照对应顺序依次设置在所述光轴上。

在上述技术方案中，进一步地，所有所述偏振片都与所述光轴成布儒斯特角设置。

在上述技术方案中，进一步地，所有所述偏振片与所述光轴成的夹角都相等。

在上述技术方案中，进一步地，该装置包括四个1/2波片和四个偏振片。

在上述技术方案中，进一步地，该装置包括五个1/2波片和五个偏振片。

在上述技术方案中，进一步地，将所述第一1/2波片换成1/4波片。

在上述技术方案中，进一步地，所有所述偏振片的偏振方向是平行的，且是沿水平方向垂直于所述光轴的。

在上述技术方案中，进一步地，该装置还包括一外壳，该外壳上在相应于第一1/2波片和每个偏振片的位置都有通光口，这些通光口用于激光入射或出射。。

与现有技术相比，本发明具有的优点在于：

1)简单方便，安装调试容易，便于工程化推广；

2)激光功率/能量调节分配准确；

3)能够灵活地分配激光功率/能量。

附图说明

图1表示本发明实施例1的装置图；

图2表示本发明实施例2的装置图；

图3表示本发明实施例3的装置图；

图4表示本发明实施例4的装置图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1

本实施例对一束激光实现4路分光，如图1，为本实施例的激光功率/能量精确可调分配器的光路图，其中虚线框中的部分就是本实施例的激光分配装置20，该装置20将对激光器1发出的激光进行功率分配。本实施例中包括五个1/2波片和五个偏振片，分别是第一1/2波片2，第二1/2波片4，第三1/2波片6，第四1/2波片8，第五1/2波片10，第一偏振片3，第二偏振片5，第三偏振片7，第四偏振片9，第五偏振片11，偏振片均为水平偏振摆放，且都与激光光轴所成夹角为布儒斯特角，1/2波片都与光轴垂直。

如果激光器1输出的激光为偏振的，但偏振方向未知，可将功率计或能量计放到第一偏振片3的反射方向，对着功率计或能量计转动第一1/2波片2，将功率或能量调整到最大，记下此时的功率或能量I₀，然后旋转第一1/2波片2，将反射的功率或能量调整到0左右，此时激光偏振方向被旋转为水平偏振，因为第一偏振片3为水平偏振摆放的偏振片，所以激光透过第一偏振片3，如果要求实现4路光强等分，则将功率计或能量计放到第二偏振片5的反射方向，对着功率计或能量计转动第二1/2波片4，将第二偏振片5反射的功率或能量调整到I₀/4，同理分别旋转第三1/2波片6，第四1/2波片8，第五1/2波片10，即可实现4路等分激光分别从第二、第三、第四和第五偏振片反射输出。

如果要求上述4路反射光实现m∶n∶p∶q(m，n，p，q为正整数)的分光比例，只需对着功率计或能量计第二转动1/2波片4时，使第二偏振片5反射的功率或能量调整到mI₀/(m+n+p+q)，转动第三1/2波片6时使第三偏振片7反射的功率或能量调整到nI₀/(m+n+p+q)，转动第四1/2波片8时使第四偏振片9反射的功率或能量调整到pI₀/(m+n+p+q)，转动第五1/2波片10时使第五偏振片11反射的功率或能量调整到qI₀/(m+n+p+q)即可。

实施例2：

如图2所示，激光器1输出激光是线偏振的，在本实施例中就将图1中的第一1/2波片2和第一偏振片3去掉，先测量出激光器1的输出功率或能量I₀，然后再按与实施例1相同的方法调整各波片达到分光目的。

实施例3：

如图3所示，激光器1输出激光是椭圆偏振的，并且椭圆偏心率e比较小(如e＝0～0.5)，接近于圆偏振时，本实施例中将实施例1中的第一1/2波片2换成1/4波片12，然后再按与实施例1相同的方法调整各波片；如果激光器1输出激光是椭圆偏振的，并且椭圆偏心率e比较大(如e＝0.5～1)，接近于线偏振时，保持实施例1中的第一1/2波片2不变，参照实施例1调整各波片。

实施例4：

如图1所示，激光器1输出激光是非偏振的，如果不考虑能量损耗，则仍然用图1的分光方案，此时的第一1/2波片2可以采用也可以撤去，即使采用也无须转动它。如果考虑希望能量尽可能不损耗，则采取如图4中的光路设置。非偏振光经过第一偏振片3后，光强等分成两路，一路被第一偏振片3透射，另一路被偏振片3反射。然后分别在两路上，再按与实施例1相同的方法调整各波片实现4路灵活地分光。

本发明中，针对不同的激光波长，只需使相应的偏振片和波片所镀膜系与之对应即可。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1、一种激光功率/能量调节分配装置，包括：

至少两个1/2波片，其中包括第一和第二1/2波片；

至少两个偏振片，其中包括第一和第二偏振片；

所述1/2波片和所述偏振片的数目相等，且所有所述1/2波片和所述偏振片共光轴；所述第一1/2波片、第一偏振片、第二1/2波片和第二偏振片依次按顺序设置在同一光轴上，其余1/2波片和偏振片同样按照对应顺序依次设置在所述光轴上。

2、根据权利要求1所述激光功率/能量调节分配装置，其特征在于，所有所述偏振片与所述光轴成的夹角都相等。

3、根据权利要求2所述激光功率/能量调节分配装置，其特征在于，所有所述偏振片都与所述光轴成布儒斯特角。

4、根据权利要求1、2或3中任一项所述激光功率/能量调节分配装置，其特征在于，该装置包括四个1/2波片和四个偏振片。

5、根据权利要求1、2或3中任一项所述激光功率/能量调节分配装置，其特征在于，该装置包括五个1/2波片和五个偏振片。

6、根据权利要求1、2或3中任一项所述激光功率/能量调节分配装置，其特征在于，将所述第-1/2波片换成1/4波片。

7、根据权利要求1所述激光功率/能量调节分配装置，其特征在于，所有所述偏振片的偏振方向是平行的且沿水平方向垂直于所述光轴。

8、根据权利要求1、2或3中任一项所述激光功率/能量调节分配装置，其特征在于，该装置还包括一外壳，该外壳上在相应于第一1/2波片和每个偏振片的位置都有通光口。

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