晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光技術，尤其涉及晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量方法及裝置。
【背景技術】
[0002]在固體激光器中，由于晶體吸收栗浦光而產生的熱透鏡效應和熱應力會對激光輸出特性產生較大影響，所以熱焦距的測量是搭建激光器重要的一步。對于各項同性晶體來說，熱應力會改變晶體的內部性質使其變為各向異性晶體，進而產生雙折射效應，兩束光對應不同的偏振態以及不同的熱焦距，此時，對特殊偏振態激光熱焦距的測量顯得尤為重要。以YAG晶體為例，熱致雙折射效應會產生角向和徑向這兩種軸對稱偏振激光，對這兩種偏振態激光熱焦距的測量有較高要求。
[0003]現有的測量晶體對軸對稱偏振光熱焦距的方法，通常采用狹縫法測量，如圖1所示，首先將一束光通過豎直方向的偏振片2，再通過水平狹縫或豎直狹縫3，此時將狹縫光通入待測的晶體后焦點位置到晶體中心位置的距離可近似看成角向或徑向偏振光的熱焦距。在此種方法中，將狹縫光近似成軸對稱偏振光的辦法本身會帶來較大誤差，在實際測量中與理論值也相差較多。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供了一種結構簡單的晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量裝置，并根據此裝置提供的使指示燈更精確、避免了調節狹縫帶來的誤差的晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量方法。
[0005]本發明的一種晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量裝置，其包括以光線傳播方向依次放置的光處理組件、結果檢測組件、測量組件；所述結果檢測組件與其安裝位為可拆卸連接;
[0006]所述光處理組件的光學元件包括:以光線傳播方向依次放置的指示光源、第一薄膜偏振片、S波片；
[0007]所述結果檢測組件的光學元件包括:以光線傳播方向依次放置的第二薄膜偏振光、感光元件；
[0008]所述測量組件的光學元件包括:被測晶體放置位、45°鏡、耦合透鏡、栗浦源。
[0009]在一些實施例中，優選為，所述光處理組件還包括:四分之一波片，所述四分之一波片設置于所述第一薄膜偏振片和所述S波片之間的光路上。
[0010]在一些實施例中，優選為，所述光處理組件還包括::一個以上的45°反射鏡，所述45°反射鏡安裝于S波片之前的光路經過的相鄰兩個光學元件之間。
[0011 ] 在一些實施例中，優選為，所述45°反射鏡的個數為2個，在光路上相對而設。
[0012]在一些實施例中，優選為，所述指示光源可以采用任何連續激光，比如:采用連續1064nm或633nm的He-Ne激光，根據實際需要選擇并與S波片中心波長匹配即可。
[0013]在一些實施例中，優選為，所述感光元件(10)采用CXD圖像傳感器。
[0014]本發明還提供了一種晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量方法，其包括如下步驟:
[0015]S1:指示光源射出激光，并通過第一薄膜偏振片使激光起偏獲得水平偏振光；
[0016]S2:水平偏振光依次進入S波片獲得軸對稱偏振光；
[0017]S3:將第二薄膜偏振光、感光元件放置在安裝位上；
[0018]S4:所述軸對稱偏振光通入第二薄膜偏振片后用感光元件觀察，觀察是否分瓣，若觀察結果為上下分瓣或左右分瓣，則進入步驟S5 ;
[0019]S5:拆卸第二薄膜偏振光、感光元件；將軸對稱偏振光通過測量組件的光學元件，測量光線焦點位置距晶體中心的距離，即為軸對稱偏振光對該晶體的熱焦距；
[0020]所述測量組件的光學元件包括:被測晶體放置位、45°鏡、耦合透鏡、栗浦源。
[0021 ] 在一些實施例中，優選為，在所述SI和S2之間，所述測量方法還包括:
[0022]S6:在S波片和第一薄膜偏振片之間安裝四分之一波片；
[0023]S7:水平偏振光穿過所述四分之一波片，通過旋轉四分之一波片，以達到S4的觀察效果。
[0024]在一些實施例中，優選為，在所述SI和S2之間，所述測量方法還包括:
[0025]S8:在S波片和第一薄膜偏振片之間設置多個45°反射鏡，以將自所述第一薄膜偏振片出來的光反射入所述第一薄膜偏振光之后的第一個所述光學元件。
[0026]與現有技術相比，本發明的有益效果為:本發明采用線偏振光通入S波片，并利用S波片的特性產生軸對稱偏振光，通過軸對稱偏振光通入被測晶體判斷焦點位置，裝置整體結構簡單，指示燈更加精確，有效避免了調節狹縫帶來的誤差。
【附圖說明】
[0027]圖1為現有技術中晶體對軸對稱偏振光熱焦距測量方法示意圖；
[0028]圖2本發明的一種晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量方法及裝置的結構示意圖；
[0029]圖3是圖1所示的一種晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量方法及裝置的檢測徑向偏振光通過偏振片后CXD圖像傳感器上顯示的圖案；
[0030]圖4是圖1所示的一種晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量方法及裝置的檢測角向偏振光通過偏振片后CXD圖像傳感器上顯示的圖案。
[0031]附圖標記說明:
[0032]1-端面栗浦或側面栗浦；2_豎直方向的偏振片；3_豎直狹縫或水平狹縫；9-端面栗浦；10-耦合透鏡;11-45。鏡；12-被測晶體；13-S波片;14_四分之一波片;15-45。反射鏡；16-45°反射鏡；17_薄膜偏振片；18_指示光源。
【具體實施方式】
[0033]為便于本領域技術人員對本發明的技術方案和有益效果進行理解，特結合附圖對【具體實施方式】進行如下描述。
[0034]基于現有技術中將狹縫光近似成軸對稱偏振光的辦法本身會帶來較大誤差，在實際測量中與理論值也相差較多的問題，本發明提供一種晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量裝置及測量方法。
[0035]—種晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量裝置，其包括以光線傳播方向依次放置的光處理組件、結果檢測組件、測量組件；所述結果檢測組件與其安裝位為可拆卸連接；
[0036]所述光處理組件的光學元件包括:以光線傳播方向依次放置的指示光源、第一薄膜偏振片、S波片；
[0037]所述結果檢測組件的光學元件包括:以光線傳播方向依次放置的第二薄膜偏振光、感光元件；
[0038]所述測量組件的光學元件包括:被測晶體放置位、45°鏡、耦合透鏡、栗浦源。
[0039]使用該測量裝置進行測量的方法，包括如下步驟:
[0040]S1:指示光源射出激光，并通過第一薄膜偏振片使激光起偏獲得水平偏振光；
[0041 ] S2:水平偏振光依次進入S波片獲得軸對稱偏振光；
[0042]S3:將第二薄膜偏振光、感光元件放置在安裝位上；
[0043]S4:所述軸對稱偏振光通入第二薄膜偏振片后用感光元件觀察，確定是否分瓣，若觀察結果為上下分瓣或左右分瓣，則進入步驟S5 ;
[0044]S5:拆卸第二薄膜偏振光、感光元件；將軸對稱偏振光通過測量組件的光學元件，測量光線焦點位置距晶體中心的距離，即為軸對稱偏振光對該晶體的熱焦距；
[0045]所述測量組件的光學元件包括:被測晶體放置位、45°鏡、耦合透鏡、栗浦源。
[0046]采用線偏振光通入S波片，并利用S波片的特性產生軸對稱偏振光，通過軸對稱偏振光通入被測晶體判斷焦點位置，裝置整體結構簡單，指示燈更加精確，有效避免了調節狹縫帶來的誤差。
[0047]接下來對該晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量裝置進行詳細描述:
[0048]本測量裝置包括三個大的功能的組件:光處理組件、結果檢測組件、測量組件，其中光處理組件，用于對光進行處理，以達到后續需要的效果；結果檢測組件，用于對處理后的光進行檢測，經過光處理組件中的S波片得到的軸對稱偏振光應是面包圈形狀的，經過結果檢測組件的第二薄膜偏振片后，觀察感光元件CCD上的光斑形狀，來判斷所得到的軸對稱偏振光是徑向偏振的，還是角向偏振的。通過判斷其分瓣方向，確定經處理后光的具體偏振態；其中，左右分瓣對應徑向偏振光，上下分瓣對應徑向偏振光。測量組件，用于確定處理后的光的偏振態后，光通過被測晶體，進行晶體對軸對稱偏振光熱焦距的測量。
[0049]需要說明的是，結果檢測組件(第二薄膜偏振片和感光元件)是測量之前的光處理核準步驟，一旦觀察達到預期效果，則不再參與后續測量，所以，測量的時候，結果檢測組件需要拆卸下來，以構成通暢的光路。
[0050]另外，在光處理組件中，根據指示光源的不同需要選擇對應的波長的S波片才能夠達到理想的觀察效果，如果不是對應波長的S波片，則達不到預期的觀察效果，因此會在S波片前增加四分之