CN101650470A - 调整和监控线偏光能量的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种调整和监控线偏光能量的装置和方法，该装置由计算机、步进电机驱动器、能量计、步进电机、半波片、转盘光学调整架、偏振分束镜和偏振分束镜调整架组成，本发明具有结构简单、成本低、使用方便的特点，能保证光路中的线偏光能量稳定地符合实际要求。
Description
技术领域
本发明涉及线偏光，尤其是一种调整和监控线偏光能量的装置及方法。
背景技术
实验室经常会用到线偏光。传统通过改变线偏光源的控制参数来调整输出线偏光能量的方法，不但影响光源的使用寿命，而且每次调整参数后光源的输出不能立刻达到稳定状态。使用者越来越多的趋向于在线偏光传输的过程中利用计算机控制包含半波片和偏振片的组合系统来调整其能量。这种在光路中自动调整能量的方法，往往依赖于线偏光总能量的大小。一段时间内，光源的输出是近似稳定的，但长期的使用势必导致光源总输出能量与最初使用时的能量有较大的差异。每次实验前对线偏光的总能量进行测试增加了使用者的工作量，若忽略每次的测量，往往不能及时获取光源总能量降低的信息，导致实际使用的能量与实际需要的能量不符，实验没有参考价值。
发明内容
为了解决线偏光使用过程中的上述问题，本发明提出一种调整和监控线偏光能量的装置和方法。该装置和方法简单易行，保证了实际使用的能量与实际需要的能量的一致性。
本发明的设计思想是：在光路中对线偏光能量进行调节，并监控其能量。
本发明的技术解决方案如下：
一种调整和监控线偏光能量的装置，其特点在于该装置由计算机、步进电机驱动器、能量计、步进电机、半波片、转盘光学调整架、偏振分束镜和偏振分束镜调整架组成，其位置关系如下：所述的偏振分束镜安装在所述的偏振分束镜调整架上，所述的半波片固定在所述的转盘光学调整架的转盘上，所述的步进电机也安装在所述的转盘光学调整架上与所述的转盘形成驱动关系，在待调整和监控的线偏光前进的光路上依次设置所述转盘光学调整架上和偏振分束镜调整架，使所述的线偏光依次通过所述的半波片和偏振分束镜，在所述的偏振分束镜的反射光束方向设置所述的能量计，该能量计的输出端与所述的计算机的信号输入端相连，所述的计算机的信号输出端与所述的步进电机驱动器的控制端相连，该步进电机驱动器的输出端与所述的步进电机相连。
利用上述调整和监控线偏光能量的装置进行线偏光能量调整监控的方法，其特征在于包括下列步骤：
①将所述的调整和监控线偏光能量的装置装置安装在待调整和监控的线偏光前进的光路上，让线偏光依次通过所述的半波片和偏振分束镜，所述的能量计的输出端与所述的计算机的信号输入端相连并输入激光能量，即由所述的偏振分束镜反射的P偏振光的能量Ir；
②手动旋转所述的转盘，同时观察所述的能量计的读数，直到所述的能量计的示数达到最小，接近于0，此时透过所述的偏振分束镜的线偏光的能量It达到最大，设为Imax；
③设定此时所述的转盘所在的位置为0°，在此基础上，将所述的转盘旋转角度α，则透过所述的偏振分束镜的激光能量为：
It＝Imax cos2 2α
将It和对应的旋转角度α存储在所述的计算机，对于给定的It，所述的计算机智能地通过步进电机驱动器控制所述的步进电机带动转盘旋转相应的α度，以自动调节透过所述的偏振分束镜后的S偏振光的能量It，即使用中的线偏光能量保持稳定。
利用上述调整和监控线偏光能量的装置进行线偏光能量监控的方法，其特征在于包括下列步骤：
①对于线偏光源，在理论上所述的能量计监测的能量为Ir≈Imax-It，所述的计算机读取能量计的测量值Ir，并自动将Ir与Imax-It做比较；
②判断：对于给定的It，若Ir在Imax-It附近波动，表明线偏光的能量没有明显的降低，若Ir低于Imax-It一定的范围，表示线偏光的总能量减低，此时计算机显示需要重新标定Imax的提示；
③中止实验，重新标定Imax，以使透过所述的偏振分束镜的激光能量，即使用的线偏光能量与理论输入的能量参数相符合。
本发明的技术效果是：
本发明将偏振分束镜与半波片组合，不但可以调整线偏光的能量，满足实验对线偏光能量的要求，而且可以及时获取线偏光总能量的变化信息，以使传输能量和理论需要值相符合。
附图说明
图1是调整和监控线偏光能量装置的结构示意图。
图中：1-计算机，2-步进电机驱动器，3-能量计，4-步进电机，5-转盘，6-半波片，7-转盘光学调整架，8-偏振分束镜，9-偏振分束镜的调整架
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参阅图1。图1是调整和监控线偏光能量装置的结构示意图。由图可见，本发明调整和监控线偏光能量的装置，该装置由计算机1、步进电机驱动器2、能量计3、步进电机4、半波片6、转盘光学调整架7、偏振分束镜8和偏振分束镜调整架9组成，其位置关系如下：所述的偏振分束镜8安装在所述的偏振分束镜调整架9上，所述的半波片6固定在所述的转盘光学调整架7的转盘5上，所述的步进电机4也安装在所述的转盘光学调整架7上与所述的转盘5形成驱动关系，在待调整和监控的线偏光前进的光路上依次设置所述的转盘光学调整架7和偏振分束镜调整架9，使所述的线偏光依次通过所述的半波片6和偏振分束镜8，在所述的偏振分束镜8的反射光束方向设置所述的能量计3，该能量计3的输出端与所述的计算机1的信号输入端相连，所述的计算机1的信号输出端与所述的步进电机驱动器2的控制端相连，该步进电机驱动器2的输出端与所述的步进电机4相连。
利用上述调整和监控线偏光能量的装置进行线偏光能量调整监控的方法，包括下列步骤：
①将上述调整和监控线偏光能量的装置装置安装在待调整和监控的线偏光前进的光路上，让线偏光依次通过所述的半波片6和偏振分束镜8，所述的能量计3的输出端与所述的计算机1的信号输入端相连并输入激光能量，即由所述的偏振分束镜8反射的P偏振光的能量Ir；
②手动旋转所述的转盘5，同时观察所述的能量计3的读数，直到所述的能量计3的示数达到最小，接近于0，此时透过所述的偏振分束镜8的线偏光的能量It达到最大，设为Imax；
③设定此时所述的转盘5所在的位置为0°，在此基础上，将所述的转盘5旋转角度α，则透过所述的偏振分束镜8的激光能量为：
It＝Imax cos2 2α
将It和对应的旋转角度α存储在所述的计算机1，1对于给定的It，所述的计算机1智能地通过步进电机驱动器2控制所述的步进电机4带动转盘5旋转相应的α度，所述的半波片6同样旋转α度，以自动调节透过所述的偏振分束镜8后的S偏振光的能量It，即使用的线偏光能量保持稳定。
利用上述调整和监控线偏光能量的装置进行线偏光能量监控的方法，包括下列步骤：
①对于线偏光源，在理论上所述的能量计3监测的能量为Ir≈Imax-It，所述的计算机1读取能量计3的测量值Ir，并自动将Ir与Imax-It做比较；
②判断：对于给定的It，若Ir在Imax-It附近波动，表明线偏光的能量没有明显的降低，若Ir低于Imax-It一定的范围，表示线偏光的总能量减低，此时计算机1显示需要重新标定Imax的提示；
③中止实验，重新标定Imax，以使透过所述的偏振分束镜8的激光能量，即使用的线偏光能量与理论输入的能量参数相符合。
所述的偏振分束镜8以一定的角度放置，将线偏光分成两束，S偏振光全透，P偏振光被全反，反射和透射光束能量之和基本等于线偏光的总能量。
所述的半波片6和偏振分光束镜8起到能量调节器的作用，半波片6旋转，改变了线偏光的偏振方向，从而改变了通过偏振分束镜8的S偏振光的能量。
综上所述，本发明对于线偏光使用者来说，是一种简单有效的调整和监控线偏光能量的装置和方法，可以方便地应用于使用线偏光的系统中。试用表明，本发明具有结构简单、成本低、使用方便的特点，能保证光路中的线偏光能量稳定地符合实际要求。
Claims (3)
1、一种调整和监控线偏光能量的装置，其特征在于该装置由计算机(1)、步进电机驱动器(2)、能量计(3)、步进电机(4)、半波片(6)、转盘光学调整架(7)、偏振分束镜(8)和偏振分束镜调整架(9)组成，其位置关系如下：所述的偏振分束镜(8)安装在所述的偏振分束镜调整架(9)上，所述的半波片(6)固定在所述的转盘光学调整架(7)的转盘(5)上，所述的步进电机(4)也安装在所述的转盘光学调整架(7)上与所述的转盘(5)形成驱动关系，在待调整和监控的线偏光前进的光路上依次设置所述的转盘光学调整架(7)和偏振分束镜调整架(9)，使所述的线偏光依次通过所述的半波片(6)和偏振分束镜(8)，在所述的偏振分束镜(8)的反射光束方向设置所述的能量计(3)，该能量计(3)的输出端与所述的计算机(1)的信号输入端相连，所述的计算机(1)的信号输出端与所述的步进电机驱动器(2)的控制端相连，该步进电机驱动器(2)的输出端与所述的步进电机(4)相连。
2、利用权利要求1所述的调整和监控线偏光能量的装置进行线偏光能量调整监控的方法，其特征在于包括下列步骤：
①将权利要求1所述的调整和监控线偏光能量的装置装置安装在待调整和监控的线偏光前进的光路上，让线偏光依次通过所述的半波片(6)和偏振分束镜(8)，所述的能量计(3)的输出端与所述的计算机(1)的信号输入端相连并输入激光能量，即由所述的偏振分束镜(8)反射的P偏振光的能量Ir；
②手动旋转所述的转盘(5)，同时观察所述的能量计(3)的读数，直到所述的能量计(3)的示数达到最小，接近于0，此时透过所述的偏振分束镜(8)的线偏光的能量It达到最大，设为Imax；
③设定此时所述的转盘(5)所在的位置为0°，在此基础上，将所述的转盘(5)旋转角度α，则透过所述的偏振分束镜(8)的激光能量为：
It＝Imaxcos22α
将It和对应的旋转角度α存储在所述的计算机(1)，故所述的计算机(1)对于给定的It，所述的计算机(1)智能地通过步进电机驱动器(2)控制所述的步进电机(4)带动转盘(5)旋转相应的α度，以自动调节透过所述的偏振分束镜(8)后的S偏振光的能量It，即使用的线偏光能量保持稳定。
3、利用权利要求1所述的调整和监控线偏光能量的装置进行线偏光能量监控的方法，其特征在于包括下列步骤：
①对于线偏光源，在理论上所述的能量计(3)监测的能量为Ir≈Imax-It，所述的计算机(1)读取能量计(3)的测量值Ir，并自动将Ir与Imax-It做比较；
②判断：对于给定的It，若Ir在Imax-It附近波动，表明线偏光的能量没有明显的降低，若Ir低于Imax-It一定的范围，表示线偏光的总能量减低，此时计算机(1)显示需要重新标定Imax的提示；
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|---|---|
| CN (1) | CN101650470A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102486406A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-06-06 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 激光能量检测系统及检测方法 |
| CN105785580A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-20 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种偏振方向可控光强不变的线偏振光产生装置 |
| CN106098596A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-11-09 | 电子科技大学 | 激光加热装置及激光加热系统 |
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- 2009-09-04 CN CN200910195168A patent/CN101650470A/zh active Pending
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