4-5激光器的基本技術(shù)-激光偏轉(zhuǎn)技術(shù).ppt

1、1.使激光束相對(duì)于原始位置作一定規(guī)律的偏轉(zhuǎn)掃描,2.根據(jù)使用目的不同分為兩類：模擬式偏轉(zhuǎn)主要用于激光顯示技術(shù) 數(shù)字式偏轉(zhuǎn)主要用于光存儲(chǔ),3.設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)一個(gè)光偏轉(zhuǎn)器的主要指標(biāo)： （1）偏轉(zhuǎn)角的大小要達(dá)到激光掃描的范圍 （2）是掃描速度要滿足快速記錄和顯示的要求 （3）偏轉(zhuǎn)效率：偏轉(zhuǎn)光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比，反映了光偏轉(zhuǎn)器的光能損失 （4）分辨率或在掃描范圍內(nèi)可分辨的點(diǎn)數(shù)（ 是光束的發(fā)散角 ）,4.目前激光技術(shù)中最常用的是以下三種偏轉(zhuǎn)方法： 機(jī)械式偏轉(zhuǎn) 電光偏轉(zhuǎn) 聲光偏轉(zhuǎn),4.5.1 機(jī)械偏轉(zhuǎn),1.機(jī)械偏轉(zhuǎn)是利用反射鏡或棱鏡等光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)，改變反射光或折射光的方向，從而獲得光束偏轉(zhuǎn)的方法,2.優(yōu)

2、點(diǎn)是；掃描角度大，通?？纱笥?00，可分辨象素多，光學(xué)損失小等,4.5.2 電光光束偏轉(zhuǎn),1.電光偏轉(zhuǎn)是利用晶體的電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的方法 ：掃描偏轉(zhuǎn)和數(shù)字偏轉(zhuǎn),一平面波垂直入射到xz平面,則最下面的光束B穿過(guò)晶體底部的時(shí)間為,最上面的光束A穿過(guò)晶體的時(shí)間為,光線A比光線B落后距離:,光束偏離原方向的偏轉(zhuǎn)角:,光束由晶體射向空氣時(shí),可得到電光光束偏轉(zhuǎn)角,4.5.2 電光偏轉(zhuǎn),3. 利用晶體的電光效應(yīng)使光束偏轉(zhuǎn)。,4. 電光效應(yīng)：晶體要按照相對(duì)于光軸的一些特殊方向切割成一定形狀，一般為長(zhǎng)方體或圓柱體。電場(chǎng)是沿著晶體主軸x、y、z中某一個(gè)方向加到晶體上的。 （1）縱向電光效應(yīng)：電場(chǎng)方向與通光方向一致

3、，都沿著z軸(光軸)方向 （2）橫向電光效應(yīng)：電場(chǎng)沿z或x或y軸方向，而通光方向與電場(chǎng)方向垂直,4.5.2 電光偏轉(zhuǎn),6. 橫向電光效應(yīng):通光方向與外加電場(chǎng)方向相互垂直 晶體的光軸為z軸，通光方向垂直于z軸，在光軸方向加電場(chǎng) 假設(shè)入射光振動(dòng)方向與x及z軸各成45角，光線被分解為沿x 和z方向振動(dòng),設(shè)晶體長(zhǎng)度為L(zhǎng)，厚度為d，施加的電壓 ， 當(dāng)光通過(guò)長(zhǎng)度L的晶體后形成的兩條線偏振光間的相位差為,存在自然雙折射項(xiàng)和感應(yīng)雙折射項(xiàng) 橫向電光效應(yīng)除與外加電壓成正比外，還與晶體的縱橫比Ld有關(guān) 位相差中存在自然雙折射項(xiàng)，標(biāo)志該效應(yīng)受環(huán)境溫度的影響較大。,4.5.2 電光偏轉(zhuǎn),棱鏡各邊分別沿x、y和z軸，該二

4、晶體的光軸(z軸)反向。 外加電場(chǎng)沿圖示z軸方向，光的傳播方向沿y軸的方向，它的偏振沿x軸,8. 顯示平面上可分辨的光斑數(shù)目:,4.5.2 電光偏轉(zhuǎn),8. 一個(gè)電光偏轉(zhuǎn)器所能獲得的偏轉(zhuǎn)角很小,很難滿足實(shí)際應(yīng)用的要求,例如: , 時(shí),9. 為增加偏轉(zhuǎn)角，而外加電壓又不太高，常將若干個(gè)KDP棱鏡串接下圖的結(jié)構(gòu)。,4.5.2 電光偏轉(zhuǎn),10.數(shù)字式偏轉(zhuǎn): 現(xiàn)代光存儲(chǔ)器都是采用二進(jìn)制的數(shù)字偏轉(zhuǎn)器。,11.下圖是一種由電光晶體和雙折射晶體組合而成的數(shù)字式偏轉(zhuǎn)器。,未加電壓，線偏振光(例如o光)通過(guò)它的時(shí)候，偏振狀態(tài)保持不變，其后，通過(guò)雙折射晶體，方向不變。 當(dāng)電光晶體加上半波電壓，線偏振偏振面旋轉(zhuǎn)900，o光變成e光。 e光在雙折射晶體內(nèi)以與表面法線方向成 角的方向傳播，到達(dá)晶體輸出面時(shí)，偏移間距d，然后以平行于原光路的方向射出。,4.5.2 電光偏轉(zhuǎn),12.上述偏轉(zhuǎn)器的輸出光隨著電光晶體加與不加半波電壓，分別占據(jù)兩個(gè)地址。下圖是一個(gè)三級(jí)數(shù)字式偏轉(zhuǎn)器的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中的A1、A2、A3為電光晶體，B1、B2、B3為雙折射分離棱鏡 右邊所示數(shù)字1和0，分別表示某電光晶體加了半波電壓與末加半波電壓。 三個(gè)電光晶體的八種加電壓組合方式，有八個(gè)偏轉(zhuǎn)點(diǎn)地址,4.5.3 聲光偏轉(zhuǎn),1.聲光效應(yīng):聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)引起介質(zhì)密度（折射率）