专利摘要

本发明公开了一种刀口法检测径向偏振光纯度的装置及方法，包括沿光线传播方向依次放置的激光源、S波片和偏振分光棱镜；偏振分光棱镜将激光束分成水平光和垂直光，沿水平光或垂直光的传播方向依次放置有刀口、感光元件或光功率计。本发明采用偏振分光棱镜将经S波片径向偏振光分为水平偏振光和垂直偏振光，并进一步在感光元件的观测下通过刀口将水平偏振光和垂直偏振光分为四个光斑，利用光功率计探测四个光斑的功率值，基于四个光斑的功率值计算径向偏振光纯度；本发明可以方便快速的得到激光径向偏振光的纯度，并且可以比较光束不同区域的纯度情况，装置结构简单，便于装备。

权利要求

1.一种刀口法检测径向偏振光纯度的装置，其特征在于，包括沿光线传播方向依次放置的激光源、S波片和偏振分光棱镜；

所述偏振分光棱镜将激光束分成水平光和垂直光，沿所述水平光或垂直光的传播方向依次放置有刀口、感光元件或光功率计；

通过所述感光元件观测到所述刀口遮挡所述水平光或垂直光的一半光斑后，用所述光功率计替换所述感光元件，探测所述水平光或垂直光未被遮挡的另一半光斑的功率值；

重复上述操作，得到四个光斑的功率值W1、W2、W3和W4。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，基于四个光斑的功率值W1、W2、W3和W4，计算径向偏振光纯度POL；

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括泵浦放大模块；

所述泵浦放大模块置于所述S波片和偏振分光棱镜之间。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述泵浦放大模块为Nd：YAG侧面泵浦模块。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光源为1064nm皮秒激光源。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感光元件上配置有衰减片。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述感光元件为CCD感光元件。

8.一种刀口法检测径向偏振光纯度的方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的装置实现，包括：

步骤1、激光源的水平激光束垂直进入S波片，得到径向偏振光；

步骤2、所述径向偏振光经偏振分光棱镜分成水平偏振光和垂直偏振光；

步骤3、刀口遮挡所述水平偏振光，通过感光元件观测到所述刀口遮挡所述水平偏振光的一半光斑后，用光功率计替换所述感光元件，探测所述水平偏振光未被遮挡的另一半光斑的功率值W1；

步骤4、按照步骤3的方式遮挡另一半，测量功率值W2；

步骤5、重复步骤3、4，测量所述垂直偏振光的两半光斑的功率值W3和W4；

步骤6、基于四个光斑的功率值W1、W2、W3和W4，计算径向偏振光纯度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述径向偏振光纯度POL的计算公式为：

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种刀口法检测径向偏振光纯度的装置及方法。

背景技术

近年来由于径向偏振光在金属粒子捕获、超分辨成像、材料加工等领域展现优秀的应用特性，越来越受到科研工作者的青睐。径向偏振光的一个重要特性是其偏振方向沿中心轴对称且沿径向分布，其偏振分布状态直接影响着径向偏振光的光束质量以及应用。因此，保证径向偏振光的偏振特性十分重要。

但关于径向偏振光纯度的检测方法较少，目前市场上尚未有对径向偏振光纯度检测的仪器。本发明通过刀口法检测径向偏振光纯度，可以方便快速的得到激光径向偏振光的纯度，并且可以比较光束不同区域的纯度情况。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种刀口法检测径向偏振光纯度的装置及方法。

本发明公开了一种刀口法检测径向偏振光纯度的装置，包括沿光线传播方向依次放置的激光源、S波片和偏振分光棱镜；

所述偏振分光棱镜将激光束分成水平光和垂直光，沿所述水平光或垂直光的传播方向依次放置有刀口、感光元件或光功率计。

作为本发明的进一步改进，通过所述感光元件观测到所述刀口遮挡所述水平光或垂直光的一半光斑后，用所述光功率计替换所述感光元件，探测所述水平光或垂直光未被遮挡的另一半光斑的功率值；

重复上述操作，得到四个光斑的功率值W₁、W₂、W₃和W₄。

作为本发明的进一步改进，基于四个光斑的功率值W₁、W₂、W₃和W₄，计算径向偏振光纯度POL；

作为本发明的进一步改进，还包括泵浦放大模块；

所述泵浦放大模块置于所述S波片和偏振分光棱镜之间。

作为本发明的进一步改进，所述泵浦放大模块为Nd：YAG侧面泵浦模块。

作为本发明的进一步改进，所述激光源为1064nm皮秒激光源。

作为本发明的进一步改进，所述感光元件上配置有衰减片。

作为本发明的进一步改进，所述感光元件为CCD感光元件。

本发明还公开了一种刀口法检测径向偏振光纯度的方法，包括：

步骤1、激光源的水平激光束垂直进入S波片，得到径向偏振光；

步骤2、所述径向偏振光经偏振分光棱镜分成水平偏振光和垂直偏振光；

步骤3、刀口遮挡所述水平偏振光，通过感光元件观测到所述刀口遮挡所述水平偏振光的一半光斑后，用光功率计替换所述感光元件，探测所述水平偏振光未被遮挡的另一半光斑的功率值W₁；

步骤4、按照步骤3的方式遮挡另一半，测量功率值W₂；

步骤5、重复步骤3、4，测量所述垂直偏振光的两半光斑的功率值W₃和W₄；

步骤6、基于四个光斑的功率值W₁、W₂、W₃和W₄，计算径向偏振光纯度。

作为本发明的进一步改进，所述径向偏振光纯度POL的计算公式为：

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用偏振分光棱镜将经S波片径向偏振光分为水平偏振光和垂直偏振光，并进一步在感光元件的观测下通过刀口将水平偏振光和垂直偏振光分为四个光斑，利用光功率计探测四个光斑的功率值，基于四个光斑的功率值计算径向偏振光纯度；本发明可以方便快速的得到激光径向偏振光的纯度，并且可以比较光束不同区域的纯度情况，装置结构简单，便于装备。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的刀口法检测径向偏振光纯度的装置的结构示意图。

图中：

1、激光器；2、S波片；3、泵浦放大模块；4、偏振分光棱镜；5、刀口；6、衰减片；7、CCD感光元件；8、光功率计。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供一种刀口法检测径向偏振光纯度的装置，包括：激光器1、S波片2、偏振分光棱镜(PBS)4、刀口5、衰减片6、CCD感光元件7和光功率计8，S波片2、偏振分光棱镜(PBS)4、刀口5、衰减片6、CCD感光元件7和光功率计8与其安装位置为可拆卸式连接；其中：

本发明的激光器1、S波片2和偏振分光棱镜(PBS)4沿光线传播方向依次放置；激光器1可采用任意脉冲激光，优选采用1064nm波长激光，激光器1产生的激光束平行出射，并垂直入射至S波片2；S波片2将入射的激光束(线偏振光)转化为径向偏振光等柱矢量光束。径向偏振光入射至偏振分光棱镜4中，分成水平偏振光和垂直偏振光。

本发明沿水平偏振光或垂直偏振光的传播方向依次放置有刀口5、CCD感光元件7或光功率计8。其中，刀口5改变水平偏振光或垂直偏振光通过狭缝之后光束的状态，水平偏振光或垂直偏振光的光斑投影呈8字型，中间连接点无通光量，光斑大小尺寸由刀片5控制；因此，可通过刀口5可将水平偏振光或垂直偏振光遮挡一半，检测另一半未遮挡的功率值。CCD感光元件7用于观察水平偏振光或垂直偏振光被刀口5所遮挡的光斑面积。当通过CCD感光元件7观测到刀口5遮挡水平光或垂直光的一半光斑后，撤下或移开CCD感光元件7，安装上光功率计8，通过光功率计8探测水平光或垂直光未被遮挡的另一半光斑的功率值。重复上述操作，得到四个光斑的功率值W₁、W₂、W₃和W₄。

基于四个光斑的功率值W₁、W₂、W₃和W₄，计算径向偏振光纯度POL；

式中， 为四个光斑的功率值W₁、W₂、W₃和W₄的平均值。

进一步，本发明还可在S波片2和偏振分光棱镜3之间设置泵浦放大模块3，通过泵浦放大模块3可检测经放大后的径向偏振光纯度；优选泵浦放大模块3为Nd：YAG侧面泵浦模块。

进一步，本发明的CCD感光元件7上可配置有衰减片6，防止高功率偏振光对CCD感光元件7造成损伤。

本发明提供一种刀口法检测径向偏振光纯度的方法，包括：

步骤1、激光源的水平激光束垂直进入S波片，得到径向偏振光；

步骤2、径向偏振光经偏振分光棱镜分成水平偏振光和垂直偏振光；

步骤3、刀口遮挡水平偏振光，通过感光元件观测到刀口遮挡水平偏振光的一半光斑后，用光功率计替换感光元件，探测水平偏振光未被遮挡的另一半光斑的功率值W₁；

步骤4、按照步骤3的方式遮挡另一半，测量功率值W₂；

步骤5、重复步骤3、4，测量垂直偏振光的两半光斑的功率值W₃和W₄；

步骤6、基于四个光斑的功率值W₁、W₂、W₃和W₄，计算径向偏振光纯度；径向偏振光纯度POL的计算公式为：

本发明采用偏振分光棱镜将经S波片径向偏振光分为水平偏振光和垂直偏振光，并进一步在感光元件的观测下通过刀口将水平偏振光和垂直偏振光分为四个光斑，利用光功率计探测四个光斑的功率值，基于四个光斑的功率值计算径向偏振光纯度；本发明可以方便快速的得到激光径向偏振光的纯度，并且可以比较光束不同区域的纯度情况，装置结构简单，便于装备。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

一种刀口法检测径向偏振光纯度的装置及方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。