CN110426858A - 一种高功率偏振分光棱镜 - Google Patents

一种高功率偏振分光棱镜 Download PDF

Info

Publication number
CN110426858A
CN110426858A CN201910678656.1A CN201910678656A CN110426858A CN 110426858 A CN110426858 A CN 110426858A CN 201910678656 A CN201910678656 A CN 201910678656A CN 110426858 A CN110426858 A CN 110426858A
Authority
CN
China
Prior art keywords
prism
polarization splitting
pair
angle prism
splitting prism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910678656.1A
Other languages
English (en)
Inventor
鲍日焰
杨建阳
黄武达
张其盛
张哨峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Haichuang Electronic Co Ltd
Original Assignee
Fujian Haichuang Electronic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Haichuang Electronic Co Ltd filed Critical Fujian Haichuang Electronic Co Ltd
Priority to CN201910678656.1A priority Critical patent/CN110426858A/zh
Publication of CN110426858A publication Critical patent/CN110426858A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高功率偏振分光棱镜，包括一对直角棱镜，所述一对直角棱镜的斜面相互固定且其中一直角棱镜的斜面上镀设有偏振分光膜，所述的一对直角棱镜为钇铝石榴石晶体、蓝宝石晶体、白宝石晶体或锗化锌制成。本方案采用对激光低吸收系数和高导热率的材料制成偏振分光棱镜，使得偏振分光棱镜具有较低的发热的特点，同时由于其具有较高的导热性，能够及时的将光路中热量导出，其偏振分光膜的折率及厚度随温度的变化量也相对较低，从而保证了偏振分光棱镜在高功率下的消光比不会恶化；其还具有相对更高的激光损伤阈值和高功率下相对更高的消光比。

Description

一种高功率偏振分光棱镜
技术领域
本发明涉及激光光学器件领域，尤其是一种高功率偏振分光棱镜。
背景技术
偏振分光棱镜是光学器件的常用的元件，近来偏振分光棱镜也被人们用于高功率激光领域。但是常规的偏振分光棱镜的激光损伤阈值较低，以及其在高功率下因材料的发热而导致薄膜的光学性能急剧恶化，从而限制了其在高功率激光领域的应用。因而目前在高功率激光领域，大部分还是使用双折射晶体来实现偏振分光，这样也大大增加了成本，而且双折射晶体本身对激光的吸收也限制了其在更高功率下的使用。为了使得偏振分光棱镜能够应用于更高的激光功率下工作，偏振分光棱镜的激光损伤阈值低以及高功率下消光比下降是目前面临的必须要克服的问题。
发明内容
针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种在高功率下能够快速将光路中的热量导出且本身发热较低的高功率偏振分光棱镜。
为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：
一种高功率偏振分光棱镜，包括一对直角棱镜，所述一对直角棱镜的斜面相互固定且其中一直角棱镜的斜面上镀设有偏振分光膜，所述的一对直角棱镜为钇铝石榴石晶体、蓝宝石晶体、白宝石晶体或锗化锌制成，但其并不局限于这些，还可以是单晶硅晶体、砷化镓晶体、硒化锌晶体、硫化锌晶体、磷化铟晶体等，通过使用对激光低吸收系数和高导热率的材料制成一对直角棱镜，能够快速将光路中的热量导出，使偏振分光棱镜在高功率使用情况下，保持良好的性能稳定性和持续工作能力。
进一步，所述一对直角棱镜的另一直角棱镜的斜面上镀设有增透膜。
进一步，所述一对直角棱镜的直角面上均镀设有增透膜。
进一步，所述的增透膜为对激光低吸收系数的材料形成。
进一步，所述的偏振分光膜为对激光低吸收系数的材料形成。
另外，直角棱镜由高折率的材料制成，这样在其表面的偏振分光薄膜的厚度相对于低折射率材料表面的薄膜厚度要低，薄膜厚度的降低，将减少薄膜本身的发热情况。
进一步，所述一对直角棱镜的斜面通过光胶或深化光胶的方式相互固定。
采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案通过将偏振分光棱镜的一对直角棱镜由对激光低吸收系数和高导热率的材料制成，使得偏振分光棱镜具有较低的发热的特点，同时由于其具有较高的导热性，能够及时的将光路中热量导出，其偏振分光膜的折率及厚度随温度的变化量也相对较低，从而保证了偏振分光棱镜在高功率下的消光比不会恶化；其还具有相对更高的激光损伤阈值和更高的消光比。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明方案做进一步的阐述：
图1为本发明偏振分光棱镜的简要结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明高功率偏振分光棱镜，包括一对直角棱镜1，所述一对直角棱镜1的斜面相互固定且其中一直角棱镜的斜面上镀设有偏振分光膜2，所述的一对直角棱镜为钇铝石榴石晶体、蓝宝石晶体、白宝石晶体或锗化锌制成，但其并不局限于这些，还可以是单晶硅晶体、砷化镓晶体、硒化锌晶体、硫化锌晶体、磷化铟晶体等(但是前述举例的材料具有更优的对激光低吸收系数和高导热率且是本领域中目前暂未报道的用材)，通过使用对激光低吸收系数和高导热率的材料制成一对直角棱镜，能够快速将光路中的热量导出，使偏振分光棱镜在高功率使用情况下，保持良好的性能稳定性和持续工作能力。
其中，所述一对直角棱镜1的另一直角棱镜的斜面上镀设有增透膜，即偏振分光膜2镀设于斜面11上时，则斜面12上镀设有增透膜，优选的，所述的偏振分光膜为对激光低吸收系数的材料形成。
另外，所述一对直角棱镜1的直角面上均镀设有增透膜13、14；优选的，所述的增透膜13、14均为对激光低吸收系数的材料形成。
进一步，所述一对直角棱镜的斜面通过光胶或深化光胶的方式相互固定。
其具体实施如下：
作为一种优选方案举例，所述的一对直角棱镜1选择钇铝石榴石(YAG)晶体加工而成，YAG晶体在激光波长1064nm的性能优异，YAG在透光窗口0.28～5.5um内对激光的吸收极小，抗激光损伤阈值≥15J/cm-2@1064nm，熔点1970℃。
另外，YAG热导率为14W/m.K@20℃；10.5W/m.K@100℃，是普通玻璃，如N-BK7、石英等的10倍以上，可以将其表面薄膜的热量快速的导出，大大提高薄膜的激光损伤阈值。
在其中一个直角棱镜的斜面镀上偏振分光膜。根据Mac Neille方法设计偏振分光膜，使得膜层内每个薄膜面的入射角度满足布儒斯特角，这样入射光线在这些薄膜上P偏振光的透过率接近100％，而对于S偏振光，这些膜层则构成一个高反射膜系，因而使得S光的反射率接近100％。根据如下公式选择合适的膜料的高低折射率：
其中，n0为棱镜材料的折射率，为入射光对薄膜的入射角，nH、nL为膜料的高低折射率。
YAG的折射率1.8197@1064nm，其相对较高的折射率使得其表面所需要的偏振分光薄膜的厚度相对较低，设计波长范围1030nm～1130nm的薄膜，通过优化可以得到P光透过率Tp>99.8％，Ts<0.1％,薄膜的厚度约4um。如果使用石英做为基底材料，则其波长的带宽只能达到80nm，很难继续展宽，而且此时薄膜厚度已经达到了约6um，厚度增加了50％。
在另外一个直角棱镜的斜面镀上增透膜，通过光胶或者深化光胶的方式将一对直角棱镜1的斜面固定在一起。
通过该实施形式，使得本方案的偏振分光棱镜具有较低的发热性能和较好的导热性能，使得光路中热量大大降低，提高了其激光损伤阈值。同时由于薄膜的温度能够有效被控制，所以其在高功率下的消光比也可以得到很大的改善。
虽然以上结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员在依照本发明的精神和范围的情况下所做出的等效修饰及变化，均落入所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种高功率偏振分光棱镜，包括一对直角棱镜，所述一对直角棱镜的斜面相互固定且其中一直角棱镜的斜面上镀设有偏振分光膜，其特征在于：所述的一对直角棱镜为钇铝石榴石晶体、蓝宝石晶体、白宝石晶体或锗化锌制成。
2.根据权利要求1所述的一种高功率偏振分光棱镜，其特征在于：所述一对直角棱镜的另一直角棱镜的斜面上镀设有增透膜。
3.根据权利要求1所述的一种高功率偏振分光棱镜，其特征在于：所述一对直角棱镜的直角面上均镀设有增透膜。
4.根据权利要求1所述的一种高功率偏振分光棱镜，其特征在于：所述的增透膜为对激光低吸收系数的材料形成。
5.根据权利要求1所述的一种高功率偏振分光棱镜，其特征在于：所述的偏振分光膜为对激光低吸收系数的材料形成。
6.根据权利要求1所述的一种高功率偏振分光棱镜，其特征在于：所述一对直角棱镜的斜面通过光胶或深化光胶的方式相互固定。
CN201910678656.1A 2019-07-25 2019-07-25 一种高功率偏振分光棱镜 Pending CN110426858A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910678656.1A CN110426858A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种高功率偏振分光棱镜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910678656.1A CN110426858A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种高功率偏振分光棱镜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110426858A true CN110426858A (zh) 2019-11-08

Family

ID=68410810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910678656.1A Pending CN110426858A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种高功率偏振分光棱镜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110426858A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115629461A (zh) * 2022-10-26 2023-01-20 西安应用光学研究所 提高胶合立方能量分光棱镜抗激光损伤阈值的胶合方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5912762A (en) * 1996-08-12 1999-06-15 Li; Li Thin film polarizing device
CN206696462U (zh) * 2017-03-18 2017-12-01 福州科思捷光电有限公司 一种微型偏振分光棱镜结构
CN208026897U (zh) * 2018-02-28 2018-10-30 深圳市飞莱特科技有限公司 偏振分光棱镜
CN108919408A (zh) * 2018-07-16 2018-11-30 福州海创光学有限公司 高折射率偏振分光棱镜
CN209086573U (zh) * 2018-11-12 2019-07-09 福建福特科光电股份有限公司 激光消偏振分光装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5912762A (en) * 1996-08-12 1999-06-15 Li; Li Thin film polarizing device
CN206696462U (zh) * 2017-03-18 2017-12-01 福州科思捷光电有限公司 一种微型偏振分光棱镜结构
CN208026897U (zh) * 2018-02-28 2018-10-30 深圳市飞莱特科技有限公司 偏振分光棱镜
CN108919408A (zh) * 2018-07-16 2018-11-30 福州海创光学有限公司 高折射率偏振分光棱镜
CN209086573U (zh) * 2018-11-12 2019-07-09 福建福特科光电股份有限公司 激光消偏振分光装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115629461A (zh) * 2022-10-26 2023-01-20 西安应用光学研究所 提高胶合立方能量分光棱镜抗激光损伤阈值的胶合方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108039639A (zh) 基于单晶光纤偏振控制的多通超短脉冲激光放大器
CN101465513B (zh) 一种调节光学双稳Tm，Ho:YLF激光器双稳区宽度的方法
TWI555063B (zh) Laser annealing device
CN108051889B (zh) 一种混合等离子效应辅助的槽式波导te模检偏器
CN107863675B (zh) 一种用于板条激光器谐振腔全反射面的薄膜结构
CN102096141A (zh) 一种α-BBO偏振棱镜
CN108196325B (zh) 一种提高激光系统杂散光吸收能量密度的装置及方法
WO2009130966A1 (ja) 偏光ガラス、光アイソレーターおよび偏光ガラスの製造方法
Poirier et al. Tungstate fluorophosphate glasses as optical limiters
CN110426858A (zh) 一种高功率偏振分光棱镜
JP2004029181A (ja) 積層光学フィルム及びその用途
CN106486885B (zh) 固体激光器
CN207542560U (zh) 基于单晶光纤偏振控制的多通超短脉冲激光放大器
CN103572218B (zh) 一种光致稳定非线性硫系薄膜的制备方法
CN107765359B (zh) 基于谐振腔增强波导传输的高效波片
CN203645130U (zh) 一种高功率玻璃掺杂激光器
CN109510056B (zh) 一种同时输出的双波长空心激光器
Yi-Cheng et al. High-average-power third harmonic generation at 355 nm with CsB3O5 crystal
CN116937312A (zh) 一种基于结构介电常数近零薄膜的可饱和吸收体器件、制备方法及应用
Liu et al. Multi-functional gallium arsenide photonic crystal polarization splitter with a gold core
CN205622040U (zh) 一种基于光子晶体的全光二极管单向光传输装置
US20050058414A1 (en) Porous retroreflection suppression plates, optical isolators and method of fabricating same
CN210572951U (zh) 一种高功率器件晶体的散热结构
CN212784184U (zh) 基于二硫化铼可饱和吸收体的锁模全固态激光器
CN111769433B (zh) 一种提高Er,Yb:glass/Co2+:MgAl2O4激光器输出能量的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191108