CN105158837A - 偏振度连续可调的单色光起偏器 - Google Patents
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Abstract
一种偏振度连续可调的单色光起偏器，它是由一只线偏振光起偏器和一只λn/4波片构成。λn/4波片可以以入射光为轴连续旋转。入射光由线偏振光起偏器一端入射，然后再经过λn/4波片出射；将λn/4波片的快轴与线偏振光起偏器的透振方向的夹角用Φ表示，当Φ角在0°～±45°连续变化时，出射光的偏振度由1～0连续变化。线偏振光起偏器选用格兰-汤普逊棱镜或者偏振片；波片选用石英、氟化镁晶体制成的λn/4复合零级波片，波片的两个光学端面镀增透膜。
Description
技术领域
本发明属于光学器件技术领域，具体公开了一种由一只线偏振光起偏器和一只λn/4波片构成的偏振度连续可调的单色光起偏器。
背景技术
偏光技术在空间测量，移动物体的自主导航，光学空间遥感，光通信，偏振成像，光学计量以及生物、医学光子学等技术领域有广泛的应用。在偏光技术的诸多应用中，核心部件是各种偏光器件，其输出光的主要参数用偏振度来表示。虽然不同方法制成的起偏器输出光的偏振度有高有低，同种方法制成的不同个体输出光的偏振度也有区别，但是对于制成的每一个器件，其输出光的偏振度都是确定值，也就是说是不可调的。目前对输出光偏振度进行改变的方法之一是使用双折射退偏器，通过它出射光的偏振度与其退偏效果有关，但由于它对复色光的退偏效果优于单色光，对大光斑直径的光的退偏效果优于小光斑直径的光，因此输出光的偏振度受诸多因数影响，且偏振度是未知的，需要偏振测试仪进行标定。另一种方法是使用光纤制作的偏振控制器，它是将光纤缠绕在两个环形夹具上，通过给光纤加力使之产生应力双折射而使得输出光的偏振度改变，虽然它可以实现偏振度0～1的变化，但每一次相同的操作输出光的偏振度不具有重复性，且是未知的，同样需要偏振测试仪进行标定。因此以上两种方法在实际应用中均不方便操作。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种结构简便，调节方便，能够实现偏振度由1～0连续可调，不需要偏振测试仪进行标定即可知输出光偏振度的单色光起偏器。
本发明提供了一种偏振度连续可调的单色光起偏器，它是由一只线偏振光起偏器和一只λn/4波片构成。线偏振光起偏器选用格兰-汤普逊棱镜或者偏振片；波片选用石英、氟化镁晶体制成的λn/4复合零级波片。
本方案的具体特点还有入射光由线偏振光起偏器一端入射，然后再经过λn/4波片出射。偏振度连续可调的单色光起偏器应用的限制条件是：（1）必须是在线偏振光起偏器可使用的波长范围，（2）λn表示一确定的波长，可以通过变换不同波长的λn/4波片改变使用波长；λn/4波片的两个光学端面镀增透膜。
将λn/4波片的快轴与线偏振光起偏器的透振方向的夹角用Φ表示，当Φ角在0°～±45°连续变化时，出射光的偏振度由1～0连续变化，并且与Φ角有一一对应的确定关系。
本发明的有益效果是：本发明提出的方案使用一只起偏器和一只λn/4波片，起偏器固定，仅需旋转λn/4波片就可以获得偏振度由1～0连续变化的偏振光，而且调节方便，偏振度与Φ角一一对应。另外，在线偏振光起偏器可使用的波长范围内，通过变换不同波长的λn/4波片便可实现使用波长的变换。这些都是其优于现有实现偏振度变化的方法，这在激光技术、光学测试、光学调制等应用领域中具有极为重要的意义。
附图说明
图1是本发明的结构及光路示意图。图2是本发明的实物剖面图。
图中：1-起偏器安装座；2-波片安装座；3-线偏振光起偏器；4-λn/4波片。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，一种偏振度连续可调的单色光起偏器，其结构如图1所示。它是由一只线偏振光起偏器3和一只λn/4波片4构成。线偏振光起偏器3可用格兰-汤普逊棱镜或者偏振片；λn/4波片4可选用石英、氟化镁晶体制成的λn/4(复合)零级波片，λn/4波片4的两个光学端面镀增透膜。入射光由线偏振光起偏器3一端入射，然后再经过λn/4波片4出射。将λn/4波片4的快轴与线偏振光起偏器3的透振方向的夹角用Φ表示，当Φ角为0°时，出射光的偏振度为1.000。
如图2所示，线偏振光起偏器3装于左端起偏器安装座1中，线偏振光起偏器3的透振方向在起偏器安装座1的外圆上用平行于外壳机械轴的刻线标示；λn/4波片4裝于右端波片安装座2中，波片安装座2的外圆上刻有0～360°的角度线，λn/4波片4的快轴对应0°和180°的连线。左端起偏器安装座1固定，右端λn/4波片4安装座2可以绕起偏器安装座1中心轴线（即入射光方向）连续旋转。
实施例2：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角在为±5°时，出射光的偏振度为0.985。
实施例3：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±10°时，出射光的偏振度为0.940。
实施例4：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±15°时，出射光的偏振度为0.866。
实施例5：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±20°时，出射光的偏振度为0.766。
实施例6：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±25°时，出射光的偏振度为0.643。
实施例7：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±30°时，出射光的偏振度为0.500。
实施例8：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±35°时，出射光的偏振度为0.342。
实施例9：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±40°时，出射光的偏振度为0.174。
实施例10：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于当Φ角为±45°时，出射光的偏振度为0.000。
输出光偏振度与Φ角的对应表:
Claims (5)
1.一种偏振度连续可调的单色光起偏器，它是由一只线偏振光起偏器和一只λn/4波片构成，λn表示一确定的波长；λn/4波片以入射光为轴连续旋转；线偏振光起偏器选用格兰-汤普逊棱镜或者偏振片；波片选用石英、氟化镁晶体制成的λn/4复合零级波片。
2.根据权利要求1所述的偏振度连续可调的单色光起偏器，其特征是入射光由线偏振光起偏器一端入射，然后再经过λn/4波片出射。
3.根据权利要求1所述的偏振度连续可调的单色光起偏器，其特征是，（1）必须是在线偏振光起偏器可使用的波长范围内；（2）可以通过变换不同波长的λn/4波片改变使用波长。
4.根据权利要求1所述的偏振度连续可调的单色光起偏器，其特征是λn/4波片的两个光学端面镀增透膜。
5.根据权利要求1所述的偏振度连续可调的单色光起偏器，其特征是将λn/4波片的快轴与线偏振光起偏器的透振方向的夹角用Φ表示，当Φ角在0°～±45°连续变化时，出射光的偏振度由1～0连续变化，并且与Φ角有一一对应的确定关系。
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Cited By (2)
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| CN115903250A (zh) * | 2021-09-23 | 2023-04-04 | 曲阜师范大学 | 石英晶体旋光与双折射偏振无关复色光退偏器 |
| CN116107110A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-05-12 | 成都瑞波科材料科技有限公司 | 偏振装置及显示设备 |
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