專利名稱：一種實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于應(yīng)用光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及徑向偏振光的生成裝置。主要用于粒子俘獲、光學(xué)微操縱、光信息存儲、光與物質(zhì)相互作用、顯微系統(tǒng)、平版印刷術(shù)，激光加工、光鑷子技術(shù)、超分辨等領(lǐng)域。
技術(shù)背景
在對光束偏振態(tài)的研究中，人們發(fā)現(xiàn)偏振態(tài)不只局限于我們常見的線偏振、圓偏振、橢圓偏振，還出現(xiàn)了徑向偏振態(tài)、方位角偏振態(tài)。徑向偏振光由于其電矢量的振動方向關(guān)于光軸的對稱性以及始終存在軸上光強(qiáng)為零等特點而備受關(guān)注。徑向偏振光在顯微鏡，平板印刷，頻率位移，電子加速，光學(xué)捕捉和控制，材料加工以及高分辨測量等方面發(fā)揮了重大的作用。由于徑向偏振光的廣泛應(yīng)用前景，所以研究者提出了許多實現(xiàn)方案，包括將特殊光學(xué)元件置于諧振腔內(nèi)來產(chǎn)生徑向偏振光，還有使用分段半波片的方法。此兩種方法都有一定的局限性，前者將導(dǎo)致額外的腔內(nèi)損失并有可能使激光優(yōu)化設(shè)計變得困難。而后者輸出功率低且只能得到近似的徑向偏振光。雖然可變螺旋緩凝劑可以提高激光功率的強(qiáng)度，但是但其螺旋剖面需要專門的制造技
術(shù)。近來，有人利用Mach-Zehnder-like干涉儀裝置將水平極化TEM10與垂直極化TEM10厄米-高斯光束相干疊加得到徑向偏振光束。盡管此種實現(xiàn)徑向偏振光的技術(shù)具有一點的優(yōu)點，但是仍然存在一些不足
1)、此方法對干涉儀穩(wěn)定性要求高，因此可能會限制了它的實用性。2)、此方法需要特別的光學(xué)設(shè)計以及特殊的光學(xué)元件，比如螺 旋相位板和二元衍射光學(xué)元件等。此必會影響其廣泛應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的問題在于克服上述在先技術(shù)的不足，提供一 種簡單而穩(wěn)定的線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置。它在實際應(yīng)用中 具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、部件少、機(jī)械穩(wěn)定性高，使用方便等特點。
本實用新型的基本構(gòu)思是-
本實用新型提供一種簡單而穩(wěn)定的線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光 的裝置。整套裝置由沿產(chǎn)生線偏振光的光源的光線方向依次設(shè)置的半 波片、四分之一波片、雙折射晶體、第二半波片、石英偏振旋轉(zhuǎn)器所 構(gòu)成；雙折射晶體的光軸方向與激光傳播方向成45°，第二半波片對 雙折射晶體出射光的右半部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，保證光束的左右波瓣相位差 在180度，石英偏振旋轉(zhuǎn)器對整個光束偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)了 45度，形成偏 振態(tài)徑向分布光束。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下
一種實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置，整個裝置由沿產(chǎn)生 線偏振光的光源(1)的光線方向依次設(shè)置的半波片(2)、四分之一 波片(3)、雙折射晶體(4)、半波片(5)、石英偏振旋轉(zhuǎn)器(6)所 構(gòu)成；雙折射晶體(4)的光軸方向與激光傳播方向成45Q，半波片 (5)對雙折射晶體出射光的右半部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；保證光束的左右波 瓣相位差在180度，石英偏振旋轉(zhuǎn)器(6)對整個光束偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)了 45度。上述實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置中雙折射晶體(4) 的光軸方向與與激光傳播方向成45度。
上述實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置對整個光束偏振態(tài) 旋轉(zhuǎn)了45度。
本實用新型提供的一種線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置如上 所述結(jié)構(gòu)，工作過程為激光光源輸出線偏振橢圓高斯光束，經(jīng)過半 波片、四分之一波片轉(zhuǎn)換為圓偏振光然后由光軸方向與激光傳播方向 成45度的雙折射晶體分為等功率的兩束光，，兩光束的分離程度取 決于晶體的長度。該兩偏振光束是相互正交的，且其被傾斜光軸的雙 折射晶體控制為同相。然后經(jīng)過第二半波片，第二半波片只將光束的 右半部分光的偏振方向偏轉(zhuǎn)90度，左半部分光的偏振方向不變，最 后經(jīng)過石英偏振旋轉(zhuǎn)器對所有光束偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45度，形成徑向偏振 光。
與在先技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點
1) 實現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而且應(yīng)用方便。
2) 裝置穩(wěn)定性高，不需要其他特殊的光學(xué)元件。

圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本實用新型實施例的偏振態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明對本實用新型的實施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實施例并不只用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結(jié) 構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實用新型的保護(hù)范圍。
本實用新型實施例所提供的一種實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振 光的裝置，圖1為本實用新型實施例示意圖。沿產(chǎn)生線偏振光的光源
(1)的光線方向依次設(shè)置半波片(2)、四分之一波片(3)、雙折射
晶體(4)、半波片(5)、石英偏振旋轉(zhuǎn)器(6);雙折射晶體(4)的
的光軸方向與激光傳播方向成45°，半波片(5)對雙折射晶體出射
光的右半部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，保證光束的左右波瓣相位差在180度，石英
偏振旋轉(zhuǎn)器對整個光束偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)了 45度。激光光源輸出線偏振橢
圓高斯光束，經(jīng)過半波片、四分之一波片轉(zhuǎn)換圓偏振光后由光軸方向
與激光傳播方向成45"雙折射晶體分為等功率的兩束光圓偏振光，兩
光束的分離程度取決于晶體的長度。該兩偏振光束是相互正交的，且
其被傾斜光軸的雙折射晶體控制為同相的。然后經(jīng)過第二半波片，第
二半波片只將光束的右半部分光的偏振方向偏轉(zhuǎn)90度，左半部分光
的偏振方向不變，最后經(jīng)過石英偏振旋轉(zhuǎn)器對所有光束偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)
45度，形成徑向偏振光。
圖2為本實施例的一種實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的光束 偏振態(tài)分布轉(zhuǎn)換示意圖，本系統(tǒng)能夠?qū)⒕€偏振光束轉(zhuǎn)化為徑向偏振光 束，并且具有光束偏振態(tài)調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，成功實現(xiàn)了線偏振光轉(zhuǎn)換 為徑向偏振光。
權(quán)利要求1、一種實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置，其特征在于沿產(chǎn)生線偏振光的光源(1)的光線方向依次設(shè)置半波片(2)、四分之一波片(3)、雙折射晶體(4)、半波片(5)、石英偏振旋轉(zhuǎn)器(6)；雙折射晶體(4)的光軸方向與激光傳播方向成450，半波片(5)對雙折射晶體出射光的右半部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，保證光束的左右波瓣相位差在180度，石英偏振旋轉(zhuǎn)器對整個光束偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)了45度。
2、 如權(quán)利要求1所述一種實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏正光的裝 置，其特征在于半波片(5)放置在光源傳播方向橫截面的右半部 分。
專利摘要本實用新型屬于應(yīng)用光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及實現(xiàn)線偏振光轉(zhuǎn)換為徑向偏振光的裝置。整套裝置由沿產(chǎn)生線偏振光的光源的光線方向依次設(shè)置的半波片、四分之一波片、雙折射晶體、第二半波片、石英偏振旋轉(zhuǎn)器所構(gòu)成；雙折射晶體的光軸方向與激光傳播方向成45°，第二半波片對雙折射晶體出射光的右半部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，保證光束的左右波瓣相位差在180度，石英偏振旋轉(zhuǎn)器對整個光束偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)了45度，形成偏振態(tài)徑向分布光束。裝置具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、部件少、穩(wěn)定性高，使用方便等特點。
文檔編號G02B27/28GK201307189SQ20082016597
公開日2009年9月9日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者張雪蓉, 李勁松 申請人:中國計量學(xué)院