用腔外电光偏振控制器控制两束脉冲激光的偏振态

摘要

本发明采用腔外电光偏振控制技术，对两束同轴传播的正交偏振的线偏振光的偏振态进行控制，使两束光在需要的时刻具有相同的偏振态。通过精确控制电光偏振控制器的驱动电源，在不同的设定时刻开启或关断加在双折射电光晶体上的高压，改变晶体的双折射特性，从而在不同的时刻，使两束光具有相同的偏振态。

说明书

技术领域

本技术发明属于光电技术领域。

背景技术

在激光雷达、非线性光学等很多领域经常需要将两个脉冲激光束以尽 可能少的能量损失耦合为一束(即两束光同轴)，这需要采用偏振耦合的方 式。但这样耦合的两束光偏振态是互相垂直的，不满足相干条件。在很多 工作中，需要这两束光在一定的时间延迟内有相同的偏振态(如：在审的 国防发明专利“基于泵浦放大技术的受激布里渊散射激光雷达”，申请号： 200710081228.8)。这就需要使耦合后的两束光在不同的时刻具有相同的偏 振态。

本发明提出了一种新技术，可以根据需要在不同时刻使同轴的两束正 交偏振光具有相同的偏振态。

发明内容

本发明采用腔外电光偏振控制器技术，对两束同轴传播的正交偏振的 线偏振光的偏振态进行控制，使两束光在需要的时刻具有相同的偏振态。 其原理和具体技术论述如下。

一、工作原理：

腔外电光偏振控制器包括双折射电光晶体和驱动电源两部分。

让两束正线交偏振光耦合后的同轴光束射到腔外电光偏振控制器上。 两束光之间有一时间延迟，它们在不同时刻先后到达腔外电光偏振控制 器。电光偏振控制器中的双折射电光晶体为经特殊切割的KD^*P晶体。不 加高压时，其光轴为竖直方向。加高压时，其光轴与水平(或竖直)方向 成45°，且对入射光为半波片。通过控制在双折射电光晶体上加或不加高 压改变双折射晶体的双折射特性，达到改变两束光偏振态的目的。

二、实现方法：

下面结合附图详细描述本发明的工作原理和实现方法。由于退压工作 方式具有更高的开关速度，我们以退压工作方式为例进行说明，并假设激 光的脉冲宽度为10ns，重复频率为10Hz。

(一)两束正交偏振的线偏振光经偏振耦合器后耦合为一束光(见附图1)。 两束光之间有一定的时间延迟(例如10ns)。因此，两束光在不同 时刻先后到达电光偏振控制器。设竖直偏振的光首先到达。

(二)电光偏振控制器平时处在通电加压状态(初始状态)。此时，竖直 偏振的光将以很小的损耗通过电光偏振控制器。

(三)经过10ns的延迟后，第一束竖直偏振的光消失，第二束水平偏振 的光到达电光偏振控制器。此时，驱动电源突然关断加在双折射电 光晶体上的高压，电光晶体的双折射特性突然发生变化。此时，晶 体变为对该光束的半波片(光轴方向与水平振动方向成45°角，水 平偏振的光将以很小的损耗通过晶体并变为竖直偏振的光。

(四)再经过10ns后，第二束光消失。此时，驱动电源突然又将高压加 到双折射电光晶体上，晶体的双折射特性回到初始状态。

(五)经过一段时间后(约999ms)，第二个竖直偏振的光脉冲到达电光 控制器，然后重复(一)至(四)的工作过程。

(六)上述过程不断重复，可在每一个重复阶段内使两束正交偏振的线偏 振光在不同时刻(相差10ns)具有相同的偏振态。

(七)用一台高精度脉冲发生与延迟器输出的脉冲电信号控制电光偏振控 制器驱动电源的工作，保证电光偏振控制器的工作准确无误。

三、本发明的特点：

1)实现了两束完全同轴传播的正交偏振的线偏振光具有相同的偏振 态。

2)可根据需要对两束光的偏振态进行精确控制。

附图说明

附图1.偏振耦合原理及其实现。(用此装置获得本发明所要控制的两束激 光)

附图2.外腔电光偏振控制器工作原理。

说明：由双折射电光晶体先后出射的两束脉冲激光实际上是同轴的，为了 示意清楚，图中将两束光分开。