一種新型高精度激光能量/功率衰減器的制造方法
【專利摘要】一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其組成包括激光器、第一偏振分光棱鏡、棱鏡夾具、第二偏振分光棱鏡；所述第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡順次排放在激光器一側，且第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡的軸線與激光器發(fā)出的激光位于同一直線上，所述棱鏡夾具分別位于第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡上起到固定夾持的作用；所述第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡能夠以激光光束傳播方向為軸自由旋轉。本發(fā)明針對傳統(tǒng)激光能量/功率衰減器存在的消光比不足、調整工序復雜、雜光不易處理等問題提供了大幅的改良。
【專利說明】
一種新型高精度激光能量/功率衰減器
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種新型高精度連續(xù)可調的激光輸出能量/功率衰減器，屬于激光領域。
【背景技術】
[0002]隨著激光技術的迅速發(fā)展，激光在工業(yè)、醫(yī)學、軍工、科研等領域發(fā)揮的作用愈發(fā)不可替代。對于如激光標刻、液晶修復、大規(guī)模集成電路激光刻蝕和微加工等等諸多精細加工應用中，對激光的輸出能量的控制精度要求越來越高，而絕大多數(shù)的激光器，其配套電源的調整精度無法滿足使用要求，尤其當所需激光器運行需要的輸出能量或功率低于滿載能量/功率50%時，通過調節(jié)激光電源電流或工作電壓來實現(xiàn)往往帶來激光能量/功率穩(wěn)定性的變差，因此激光能量/功率衰減器就成為必不可少的配件。
[0003]傳統(tǒng)的激光能量/功率衰減器的結構為在兩片平行放置的布儒斯特薄膜偏振片之間放入與激光波長對應的二分之一波片，通過旋轉改變波片光軸和激光偏振面夾角Φ來控制透射過的激光能量/功率。其設計有較多局限性:首先，此系統(tǒng)的消光效果完全取決于消光比較低的二分之一波片，造成在高能量/功率激光輸出下衰減器已設置為無光狀態(tài)，而實際仍有激光輸出，即漏光現(xiàn)象;第二，傳統(tǒng)衰減器的偏振片的擺放位置已預先設定，對激光輸出的偏振方向提出了要求，雖可通過在入射衰減器前加入二分之一波片的方法來調整偏振方向，但同時也增加了復雜程度和使用成本;第三，傳統(tǒng)衰減器在旋轉二分之一波片的過程中，由于薄膜偏振片反射角度的問題，為保證雜光不會打在衰減器內壁上激起粉塵，需在雜光的出射方向上遠離光路的位置附加雜光吸收裝置，增大了衰減器的體積。
【發(fā)明內容】
[0004]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明采用基于偏振分光棱鏡的簡便結構，針對傳統(tǒng)激光能量/功率衰減器存在的消光比不足、調整工序復雜、雜光不易處理等問題提供了大幅的改良。
[0005]—種新型高精度激光能量/功率衰減器，如圖1所示，其組成包括激光器、第一偏振分光棱鏡、棱鏡夾具、第二偏振分光棱鏡;所述第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡順次排放在激光器一側，且第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡的軸線與激光器發(fā)出的激光位于同一直線上，所述棱鏡夾具分別位于第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡上起到固定夾持的作用;所述第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡能夠以激光光束傳播方向為軸自由旋轉。
[0006]所述的一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其工作方法為:開啟激光器輸出激光，將能量計或功率計置于激光輸出方向，同步旋轉第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡，直至能量計或功率計檢測到的輸出能量或功率與未加衰減器時激光的能量或功率近似相等且記為Emax，固定第一偏振分光棱鏡，標記第二偏振分光棱鏡位置SI ；再通過旋轉第二偏振分光棱鏡使激光輸出能量或功率為O，標記第二偏振分光棱鏡位置S2;之后通過在SI與S2之間旋轉第二偏振分光棱鏡即可使輸出的激光的能量或功率從Emax至消光(能量或功率為O)且連續(xù)可調。
[0007]所述的一種新型高精度激光能量/功率衰減器，如圖2所示，在所述第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡之間設置磁光隔離器構成磁光隔離系統(tǒng);所述磁光隔離器與激光器發(fā)出的激光同軸;所述磁光隔離器的偏振旋轉角度為45°。所述磁光隔離系統(tǒng)其調節(jié)方法為:如圖1所示調整好所述衰減器后，將第二偏振分光棱鏡處于SI的位置，此時激光輸出能量或功率為Emax，將磁光隔離器置于第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡之間，使其與激光同軸，之后調節(jié)第二偏振分光棱鏡令激光輸出能量再次達到Emax，此時固定第二偏振分光棱鏡，構成磁光隔離系統(tǒng)。
[0008]針對不同波長的激光器發(fā)出的激光，可將第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡所鍍膜系與之對應。
[0009]與傳統(tǒng)能量/功率衰減器相比，本發(fā)明的有益效果為:
I)由于偏振分光棱鏡的消光能力要比波片高一至兩個量級，所以本發(fā)明可衰減能量動態(tài)范圍和可調精度要比傳統(tǒng)衰減器大的多；
2 )本發(fā)明僅由兩塊偏振分光棱鏡構成，體積小，結構簡便，故障率低；
3)對激光器的初始偏振方向無要求，普適性強；
4)經(jīng)過衰減器產(chǎn)生的雜光出射方向與激光輸出方向垂直，故可直接被棱鏡夾具吸收，無需附加雜光吸收裝置。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的衰減器結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的磁光隔離系統(tǒng)結構示意圖；
其中:I為激光器，2為第一偏振分光棱鏡，3為第一棱鏡夾具、5為第二棱鏡夾具、4為第二偏振分光棱鏡，6為磁光隔離器。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
一種新型高精度激光能量/功率衰減器，如圖1所示，其組成包括激光器1、第一偏振分光棱鏡2、第一棱鏡夾具3、第二棱鏡夾具5、第二偏振分光棱鏡4;所述第一偏振分光棱鏡2和第二偏振分光棱鏡4順次排放在激光器I 一側，且第一偏振分光棱鏡2和第二偏振分光棱鏡4的軸線與激光器I發(fā)出的激光位于同一直線上，所述第一棱鏡夾具3位于第一偏振分光棱鏡2上，第二棱鏡夾具5位于第二偏振分光棱鏡4上，棱鏡夾具對偏振分光棱鏡起到固定夾持的作用;所述第一偏振分光棱鏡2、第二偏振分光棱鏡4能夠以激光光束傳播方向為軸自由fe轉。
[0012]所述的一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其工作方法為:開啟激光器輸出激光，將能量計或功率計置于激光輸出方向，同步旋轉第一偏振分光棱鏡2和第二偏振分光棱鏡4，直至能量計或功率計檢測到的輸出能量或功率與未加衰減器時激光的能量或功率近似相等且記為Emax，固定第一偏振分光棱鏡2，標記第二偏振分光棱鏡4位置SI;再通過旋轉第二偏振分光棱鏡4使激光輸出能量或功率為O，標記第二偏振分光棱鏡4位置S2 ；之后通過在SI與S2之間旋轉第二偏振分光棱鏡4即可使輸出的激光的能量或功率從Emax至消光能量或功率為O且連續(xù)可調。
[0013]所述的一種新型高精度激光能量/功率衰減器，如圖2所示，在所述第一偏振分光棱鏡2和第二偏振分光棱鏡4之間設置磁光隔離器6構成磁光隔離系統(tǒng);所述磁光隔離器6與激光器I發(fā)出的激光同軸;所述磁光隔離器6的偏轉角度為45°。其調節(jié)方法為:如圖1所示調整好所述衰減器后，將第二偏振分光棱鏡4處于SI的位置，此時激光輸出能量或功率為Emax，將磁光隔離器6置于第一偏振分光棱鏡2和第二偏振分光棱鏡4之間，使其與激光同軸，之后調節(jié)第二偏振分光棱鏡4令激光輸出能量再次達到Emax，此時固定第二偏振分光棱鏡4，構成磁光隔離系統(tǒng)。與傳統(tǒng)磁光隔離系統(tǒng)相比，同樣由于此系統(tǒng)內無二分之一波片，故其隔離能力要高出I到2個量級。
[0014]針對激光器發(fā)出的不同的激光波長，將第一偏振分光棱鏡2和第二偏振分光棱鏡4所鍍膜系與之對應。
[0015]如需增加衰減器的使用便捷性及調整精度，可將夾具與步進電機相連，通過軟件編程即可實現(xiàn)精確數(shù)值標記的能量/功率輸出。
【主權項】
1.一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其特征在于，其組成包括激光器(I)、第一偏振分光棱鏡(2)、第一棱鏡夾具(3)、第二偏振分光棱鏡(4)、第二棱鏡夾具(5)；所述第一偏振分光棱鏡(2)和第二偏振分光棱鏡(4)順次排放在激光器(I)一側，且第一偏振分光棱鏡(2)和第二偏振分光棱鏡(4)的軸線與激光器(I)發(fā)出的激光位于同一直線上，所述第一棱鏡夾具(3)位于第一偏振分光棱鏡(2)上，第二棱鏡夾具(5)位于第二偏振分光棱鏡(4)上起到固定夾持的作用;所述第一偏振分光棱鏡(2)、第二偏振分光棱鏡(4)能夠以激光光束傳播方向為軸自由旋轉。2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其特征在于，在所述第一偏振分光棱鏡(2 )和第二偏振分光棱鏡(4)之間設置法拉第磁光隔離器(6 )構成磁光隔離系統(tǒng);所述磁光隔離器(6)與激光器(I)發(fā)出的激光同軸;所述磁光隔離器(6)的偏振旋光角度為45°。3.根據(jù)權利要求1所述的一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其特征在于，其工作方法為:開啟激光器輸出激光，將能量計或功率計置于激光輸出方向，同步旋轉第一偏振分光棱鏡(2)和第二偏振分光棱鏡(4)，直至能量計或功率計檢測到的輸出能量或功率與未加衰減器時激光的能量或功率近似相等且記為Emax，固定第一偏振分光棱鏡(2)，標記第二偏振分光棱鏡(4)位置SI;再通過旋轉第二偏振分光棱鏡(4)使激光輸出能量或功率為O，標記第二偏振分光棱鏡(4)位置S2;之后通過在SI與S2之間旋轉第二偏振分光棱鏡(4)即可使輸出的激光的能量或功率從Emax至O且連續(xù)可調。4.根據(jù)權利要求3所述的一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其特征在于，調整好所述衰減器后，將第二偏振分光棱鏡(4)處于SI的位置，此時激光輸出能量或功率為Emax，將磁光隔離器(6)置于第一偏振分光棱鏡(2)和第二偏振分光棱鏡(4)之間，使其與激光同軸，之后旋轉第二偏振分光棱鏡(4)令激光輸出能量再次達到Emax，此時固定第二偏振分光棱鏡(4)，構成磁光隔尚系統(tǒng)。5.一種新型高精度激光能量/功率衰減器，其特征在于，針對不同波長的激光器，將第一偏振分光棱鏡(2 )和第二偏振分光棱鏡(4 )所鍍膜系與之對應。
【文檔編號】H01S3/10GK105938973SQ201610444253
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】岱欽, 姚俊, 崔建豐, 盧春良
【申請人】沈陽理工大學