專利名稱：激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光光強(qiáng)的調(diào)制技術(shù)，具體是一種激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀。
背景技術(shù)：
激光作為20世紀(jì)的重大發(fā)明之一，它具有高亮度、良好的單色性和相干性及方向性，所以激光的應(yīng)用已遍及工業(yè)、軍事、通信、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域。然而從一臺激光器輸出的激光往往不一定能滿足某些應(yīng)用的要求。為了能適應(yīng)各方面的要求，各種專用的激光器相繼被研制，同時(shí)還研究和發(fā)展了許多用于改善激光性能的激光單元技術(shù)。其中，激光光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)為光通信、光信息處理等應(yīng)用提供了極好的信息載波源，尤其在最近幾十年，國內(nèi)外對空間光調(diào)制器的研究和發(fā)展大大推動了光通信、光計(jì)算和光儲存等應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展。此外，在激光出現(xiàn)以后，激光作為一寬帶的泵浦源可以獲得原子或分子的超精細(xì)結(jié)構(gòu)。我們也可以通過激光光譜研究光與物質(zhì)的相互作用，探究物質(zhì)的一些量子現(xiàn)象。這 里，激光的光強(qiáng)通常需要被調(diào)制起來去研究一些微觀的動力學(xué)現(xiàn)象。針對激光的光強(qiáng)調(diào)制問題，現(xiàn)有技術(shù)通常采用聲光和電光調(diào)制技術(shù)對激光的光強(qiáng)進(jìn)行正弦調(diào)制(即光強(qiáng)隨時(shí)間的變化為一正弦函數(shù))。其中，聲光調(diào)制是通過外部調(diào)制聲波振幅使得激光經(jīng)聲光介質(zhì)后的衍射光強(qiáng)發(fā)生變化，而電光調(diào)制則是利用外加電場改變晶體折射率來改變激光偏振方向，再通過外加棱鏡產(chǎn)生正弦調(diào)制信號。聲光調(diào)制器和電光調(diào)制器雖然被廣泛用于調(diào)制激光的光強(qiáng)，但是缺點(diǎn)也很明顯首先，價(jià)格比較昂貴，國際上聲光調(diào)制器的價(jià)格為I. 5 3萬元(如上海高鐿公司的聲光調(diào)制器MT110-B50A1-IR的價(jià)格為3萬，包含射頻驅(qū)動器和功率放大器)，而電光調(diào)制器的價(jià)格同樣高達(dá)I. 5 3萬元(如美國TH0RLABS公司的電光振幅調(diào)制器EO-AM-NR-Cl價(jià)格為18697. 62元);其次，在激光經(jīng)過調(diào)制器之前，光斑必須經(jīng)過會聚成很細(xì)的光束后才能通過很小的聲光或電光晶體，從調(diào)制器輸出后還需再次整形獲得想要的光斑；此外，聲光和電光調(diào)制器會對激光的光強(qiáng)造成額外的衰減(如聲光調(diào)制器的最高工作效率為60 70%)，導(dǎo)致無法達(dá)到預(yù)期的使用效果?；诖耍斜匾l(fā)明一種成本低廉、可以允許大光斑激光通過、且不會對激光光強(qiáng)造成額外衰減，同時(shí)能簡單、精確、靈活地調(diào)制激光光強(qiáng)的儀器。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有激光光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)成本昂貴、不能允許較大光斑的激光通過、以及容易對所調(diào)制激光的光強(qiáng)造成額外衰減的問題，提供了一種激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀。本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀，包括底座；底座上表面垂直固定有第一圓筒；第一圓筒側(cè)面貫穿安裝有第一固定螺栓；第一圓筒內(nèi)套接有第一支撐桿，第一支撐桿上端安裝有軸承；軸承外圈與第一支撐桿上端側(cè)面固定，軸承內(nèi)圈套固有空心轉(zhuǎn)軸；第一支撐桿上端側(cè)面固定有微型電動機(jī)，微型電動機(jī)的輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)盤；轉(zhuǎn)盤側(cè)面與空心轉(zhuǎn)軸前端側(cè)面之間連接有傳動皮帶；空心轉(zhuǎn)軸前端端面粘接有二分之一波片；底座上表面垂直固定有第二圓筒；第二圓筒側(cè)面貫穿安裝有第二固定螺栓；第二圓筒內(nèi)套接有第二支撐桿，第二支撐桿上端安裝有棱鏡臺；棱鏡臺上表面固定有與二分之一波片位置正對的寬帶偏振分束棱鏡；底座上表面固定有微型電動機(jī)驅(qū)動器，微型電動機(jī)驅(qū)動器的輸出端與微型電動機(jī)的控制端之間連接有連接線。工作時(shí)，將底座固定在光學(xué)平臺上，通過第一圓筒上的第一固定螺栓調(diào)節(jié)第一支撐桿，進(jìn)而上下調(diào)節(jié)軸承和空心轉(zhuǎn)軸的位置，使得空心轉(zhuǎn)軸的中心與光路上激光光斑的中心位于同一直線上，然后鎖緊固定螺栓。同時(shí)通過第二圓筒上的第二固定螺栓調(diào)節(jié)第二支撐桿，進(jìn)而上下調(diào)節(jié)棱鏡臺和寬帶偏振分束棱鏡的位置，使得激光全部有效地入射到寬帶偏振分束棱鏡的入射表面。然后給微型電動機(jī)驅(qū)動器通電，微型電動機(jī)驅(qū)動器輸出的電流經(jīng)連接線給微型電動機(jī)供電。通過調(diào)節(jié)微型電動機(jī)驅(qū)動器供給微型電動機(jī)合適的電流，即可控制轉(zhuǎn)盤以一定的速度勻速轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)盤通過傳動皮帶帶動空心轉(zhuǎn)軸在軸承的束縛下 勻速轉(zhuǎn)動?？招霓D(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)，二分之一波片隨著空心轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動。在此過程中，二分之一波片的光軸隨著波片本身在勻速轉(zhuǎn)動，穿過二分之一波片的激光為線偏振激光，其偏振方向與波片的光軸方向一致，即穿過二分之一波片后的激光的偏振方向隨著二分之一波片也在勻速變化(變化的速度取決于微型電動機(jī)驅(qū)動器輸出電流的大小)。因此，穿過偏振分束棱鏡后的激光振幅為線偏振激光在棱鏡偏振方向上的投影(即波片光軸在棱鏡偏振方向夾角的余弦分量)。最后使得穿過寬帶偏振分束棱鏡的透射激光光強(qiáng)隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)為正弦函數(shù)，此時(shí)激光的光強(qiáng)在空間上已被本實(shí)用新型所述的激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀調(diào)制起來。基于上述過程，與現(xiàn)有激光光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀基于全新的結(jié)構(gòu)，徹底解決了現(xiàn)有激光光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)成本昂貴、不能允許較大光斑的激光通過、以及容易對所調(diào)制激光的光強(qiáng)造成額外衰減的問題。進(jìn)一步地，底座上表面開有固定槽。工作時(shí)，在固定槽內(nèi)穿入螺絲釘，即可將底座固定在光學(xué)平臺上，由此方便了底座的安裝。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)巧妙，有效解決了現(xiàn)有激光光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)成本昂貴、不能允許較大光斑的激光通過、以及容易對所調(diào)制激光的光強(qiáng)造成額外衰減的問題，適用于對激光光強(qiáng)進(jìn)行空間調(diào)制。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-底座,2-第一圓筒,3-第一固定螺栓,4-第一支撐桿,5-軸承,6-空心轉(zhuǎn)軸，7-微型電動機(jī)，8-傳動皮帶，9-轉(zhuǎn)盤，10- 二分之一波片，11-寬帶偏振分束棱鏡，12-棱鏡臺，13-微型電動機(jī)驅(qū)動器，14-連接線，15-第二圓筒，16-第二固定螺栓，17-第二支撐桿，18-固定槽。
具體實(shí)施方式
激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀，包括底座I ;底座I上表面垂直固定有第一圓筒2 ;第一圓筒2側(cè)面貫穿安裝有第一固定螺栓3 ;第一圓筒2內(nèi)套接有第一支撐桿4，第一支撐桿4上端安裝有軸承5 ;軸承5外圈與第一支撐桿4上端側(cè)面固定,軸承5內(nèi)圈套固有空心轉(zhuǎn)軸6 ；第一支撐桿4上端側(cè)面固定有微型電動機(jī)7，微型電動機(jī)7的輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)盤9 ;轉(zhuǎn)盤9側(cè)面與空心轉(zhuǎn)軸6前端側(cè)面之間連接有傳動皮帶8 ;空心轉(zhuǎn)軸6前端端面粘接有二分之一波片10 ;底座I上表面垂直固定有第二圓筒15 ;第二圓筒15側(cè)面貫穿安裝有第二固定螺栓16 ;第二圓筒15內(nèi)套接有第二支撐桿17，第二支撐桿17上端安裝有棱鏡臺12 ;棱鏡臺12上表面固定有與二分之一波片10位置正對的寬帶偏振分束棱鏡11 ;底座I上表面固定有微型電動機(jī)驅(qū)動器13，微型電動機(jī)驅(qū)動器13的輸出端與微型電動機(jī)7的控制端之間連接有連接線14 ；底座I上表面開有固定槽18 ;具體實(shí)施時(shí)，所述寬帶偏振分束棱鏡的帶寬為400_900nm。當(dāng)激光光斑大于二分之一波片或?qū)拵穹质忡R的有效面積時(shí)，可以先通過透鏡對激光進(jìn)行簡單匯聚，然后再通過本實(shí)用新型所述的激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀對激光光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制。
權(quán)利要求1.一種激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀，其特征在于包括底座(I);底座(I)上表面垂直固定有第一圓筒(2);第一圓筒(2)側(cè)面貫穿安裝有第一固定螺栓(3);第一圓筒(2)內(nèi)套接有第一支撐桿(4)，第一支撐桿(4)上端安裝有軸承(5);軸承(5)外圈與第一支撐桿(4)上端側(cè)面固定，軸承(5)內(nèi)圈套固有空心轉(zhuǎn)軸(6);第一支撐桿(4)上端側(cè)面固定有微型電動機(jī)(7)，微型電動機(jī)(7 )的輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)盤(9 );轉(zhuǎn)盤(9 )側(cè)面與空心轉(zhuǎn)軸(6 )前端側(cè)面之間連接有傳動皮帶(8);空心轉(zhuǎn)軸(6)前端端面粘接有二分之一波片(10);底座(I)上表面垂直固定有第二圓筒(15);第二圓筒(15)側(cè)面貫穿安裝有第二固定螺栓(16);第二圓筒(15)內(nèi)套接有第二支撐桿(17)，第二支撐桿(17)上端安裝有棱鏡臺(12);棱鏡臺(12)上表面固定有與二分之一波片(10)位置正對的寬帶偏振分束棱鏡(11);底座(I)上表面固定有微型電動機(jī)驅(qū)動器(13)，微型電動機(jī)驅(qū)動器(13)的輸出端與微型電動機(jī)(7)的控制端之間連接有連接線(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀，其特征在于底座(I)上表面開有固定槽(18)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及激光光強(qiáng)的調(diào)制技術(shù)，具體是一種激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有激光光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)成本昂貴、不能允許較大光斑的激光通過、以及容易對所調(diào)制激光的光強(qiáng)造成額外衰減的問題。激光光強(qiáng)空間調(diào)制儀包括底座；底座上表面垂直固定有第一圓筒；第一圓筒側(cè)面貫穿安裝有第一固定螺栓；第一圓筒內(nèi)套接有第一支撐桿，第一支撐桿上端安裝有軸承；軸承外圈與第一支撐桿上端側(cè)面固定，軸承內(nèi)圈套固有空心轉(zhuǎn)軸；第一支撐桿上端側(cè)面固定有微型電動機(jī)。本實(shí)用新型有效解決了現(xiàn)有激光光強(qiáng)調(diào)制技術(shù)成本昂貴、不能允許較大光斑的激光通過、以及容易對所調(diào)制激光的光強(qiáng)造成額外衰減的問題，適用于對激光光強(qiáng)進(jìn)行空間調(diào)制。
文檔編號G02B26/02GK202383356SQ201120565520
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者李玉清, 汪麗蓉, 王宏亮, 肖連團(tuán), 賈鎖堂, 趙延霆, 馬杰 申請人:山西大學(xué)