1 防灾科技学院 电子科学与控制工程学院, 河北 三河 065201
2 河北省地震灾害仪器与监测技术重点实验室, 河北 三河 065201
针对星载角锥棱镜光束平行差的特殊要求, 以我国皮纳卫星激光测距合作目标中使用的通光口径为10mm角锥棱镜为例, 介绍一种小口径角锥棱镜加工工艺: 通过传统工艺加工出尺寸适中的角锥棱镜; 通过配重分离器工艺实现光束平行差的精确控制; 通过“大改小”工艺加工成小口径角锥棱镜, 成品率可达83%; 实践证明: 该工艺可以克服小口径角锥棱镜光束平行差无法精确控制的问题, 适合小口径星载角锥棱镜的加工。
角锥棱镜 光学冷加工 光束平行差 制造方法 corner cube prism optical cold processing beam parallelism deviation manufacturing method
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209；中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209；中国科学院大学，北京 100049
2 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209；中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
为了校正角锥棱镜阵列中子孔径的piston误差，设计了一种多单元一维相位精密调整机构，提出了一种基于相干合成原理的角锥棱镜阵列piston误差检测、调整方法。首先，设计了一种机械装置使单个角锥棱镜能够进行一维相位调整；其次，利用远场成像原理，分析了角锥阵列piston误差对远场衍射成像的影响；最后，基于远场光斑的不同，提出了一种角锥阵列piston误差的检测、调整方法。实验结果表明：角锥阵列相位精密调整机构能够达到0.1 μm级的调整精度，通过观测角锥棱镜阵列反射光束远场衍射图像，调整角锥棱镜单元相对位置，将反射光束PIB提升至0.49，远场图像接近仿真结果，基本实现了角锥棱镜阵列子孔径的piston误差的校正，提升了角锥棱镜阵列使用效率，扩展了角锥棱镜阵列使用场景。
角锥棱镜阵列 相位精密调整 相干合成 锁相控制 corner cube reflector array phase precise adjustment coherent beam combining phase control 红外与激光工程
2020, 49(8): 20190568
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
直线度现场标定是保证其在线测量精度的重要方法。在收发一体式激光五自由度测量结构的基础上，针对直线度现场标定中标定平台引入的阿贝误差和角锥棱镜成像误差，建立了直线度现场标定模型。根据该标定模型并结合五自由度测量装置的角度测量结果，提出一种直线度现场标定误差补偿方法。实验表明，该标定方法使标定系数误差减小到 0.2%以内，有效提高了直线度现场标定精度。
五自由度测量 直线度现场标定 阿贝误差 角锥棱镜成像误差 five-degree-of-freedom measurement field calibration of straightness Abbe error imaging error of re-troreflector
1 福州大学物理与信息工程学院, 福建 福州 350116
2 阳光学院人工智能学院, 福建 福州 350015
提出一种通过光学隧穿效应调控Goos-H?nchen位移实现相位可控的保偏方案。首先研究在角锥棱镜反射面外侧镀上两层介质膜(膜1和膜2);然后使用粒子群优化(PSO)算法优化介质膜的折射率和厚度,使入射光在角锥棱镜-膜1界面上发生全内反射,倏逝波经由膜2返回角锥棱镜,利用反射光束与倏逝波的叠加效应改变传播光束的相位进而实现保偏;最后,利用COMSOL Multiphysics软件仿真镀膜角锥棱镜的保偏效果。结果表明,当线偏振光的初始入射方位角在[-40°,40°]范围时,所设计的角锥模型具有较好的偏振效果,出射光的方位角和椭圆率分别变化约0.2°和0。
光学器件 角锥棱镜 COMSOL Multiphysics 倏逝波 粒子群算法 激光与光电子学进展
2020, 57(13): 132304
华中光电技术研究所－武汉光电国家研究中心，湖北武汉430223
角锥棱镜具有将入射光原路返回的特性，但同时也会使反射光的偏振态发生改变，为了减小角锥棱镜退偏效应对光路的影响，需要对经过角锥棱镜的出射光进行退偏补偿。使用琼斯矩阵描述了线偏振光经过角锥棱镜和λ/4 波片后的偏振态，通过计算发现：当任意偏振方向的线偏振光经过角锥棱镜反射时，将λ/4 波片放置于出射光的通光光路上，并旋转至合适的角度即可保证出射光线为线偏光，且偏振方向与入射光相同。λ/4 波片可有效补偿角锥棱镜对线偏振光的退偏效应，使入射光的偏振态仍保持原方向的线偏振状态，可实现角锥棱镜的保偏反射。
角锥棱镜 偏振 波片 琼斯矩阵 全反射 corner-cube polarization wave plate Jones matrices total reflection
福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州 350116
角锥棱镜的偏振特性会产生退偏效应影响免调试固体激光器的输出质量和效率, 也可以实现相干互注入用于激光合成领域。无论是光的合成还是退偏效应的消除, 都需要有精确的偏振特性数据。利用解析几何和光线追迹法从理论上推导出角锥六种光回路的Mueller偏振变换矩阵。为了提高测量精度和稳定性, 设计了一种动态检测Stokes参量的方法, 通过实验获得角锥棱镜六种传输光路的高精度数据, 实验与理论的误差率为4.470%, 误差在合理范围内, 可以确定其偏振特性。所做研究将有助于消除角锥棱镜的退偏效应, 提高免调试固体激光器等设备的性能, 提高激光合成效率和质量。
偏振 角锥棱镜偏振特性 动态波片实验 Stokes参量 高精度数据 追迹 polarization cube corner reflectors polarization characteristic dynamic wave-plates experiment Stokes parameters high-precision data ray tracing 红外与激光工程
2018, 47(8): 0818007
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
针对机载激光测距及激光指示应用需求, 设计了一种紧凑可靠的电光调Q脉冲激光器。从调Q速率方程出发, 分析了激光器输出能量随优化参数z增大而增大、脉宽随z增大而减小的关系。采用6 mm×56 mm的Nd∶YAG激光晶体, LD侧面泵浦, 角锥棱镜作为折光器的u形折叠式非稳腔, 在增益满足的前提下, 提高谐振腔抗失调能力。在注入电脉冲1.2 J 条件下, 激光器单脉冲能量输出为 108 mJ, 脉冲宽度为 11.8 ns, 能量不稳定度<0.8%; 光-光效率18%, 可长时间稳定运行。
激光技术 电光调Q 角锥棱镜 侧面泵浦 laser technology electro-optic Q-switching cube-corner prism side-pumped
