Главная / Библиотека / Сравнение методов циркуляризации эллиптически поляризованного света

Сравнение методов циркуляризации эллиптически поляризованного света

Сравнение методов циркуляризации эллиптически поляризованного света

Лазерные диоды с торцевым излучением испускают эллиптически поляризованные лучи в результате прохождения сквозь прямоугольные апертуры.
Компонента луча, соответствующая наименьшему размеру апертуры, имеет больший угол расхождения, чем компонента ортогонального пучка,  поскольку одна часть излучения расходится быстрее, чем другая. В результате свет поляризуется эллиптически, а не циркулярно. Основной недостаток эллиптически поляризованного света – вид пятна сфокусированного пучка. Вдоль большей полуоси пятна интенсивность света заметно ниже, чем у пятна света при круговой поляризации.

Рис.2

Существует несколько способов циркуляризовать полученный световой пучок. Мы провели исследования и сравнили эффективность всех методов на основе пары цилиндрических линз, анаморфотных призм и пространственного фильтра. Характеристики кольцевых лучей оценивали путем выполнения измерений M2, регистрации волнового фронта и измерения мощности.

Схема эксперимента и установки

Общий вид экспериментальной установки представлен на рисунке 1. Входное излучение в каждой из циркуляризационных систем – это эллиптически поляризованный коллимированный термостабильный пучок света длиной волны в 670 нм. Коллимация снижает расходимость пучка, но не влияет на форму луча.

Рис. 1

Системы циркуляризации, представленные справа, одновременно помещались в свободное место установки (выделено желтым прямоугольником). Таким образом сравнение методов циркуляризации стало гораздо объективнее, ведь исходные условия во всех случаях были одинаковыми. Ниже по ссылкам можно ознакомиться с информацией по подготовке оборудования к эксперименту.

Характеристики излучения, выходящего из различных циркуляризационных систем, оценивались с помощью измерителя мощности, датчика волнового фронта и системой М2. На изображении экспериментальной установки все эти системы показаны в правой части иллюстрационной таблицы; все системы использовались одновременно. Измеритель мощности показывал снижение интенсивности выходного излучения, датчик волнового фронта – абберации луча, а по значениям, зарегистрированным системой М2, отмечалось сходство излучения с гауссовым пучком. Конечно, идеальная циркуляризационная система не должна добавлять абберации в излучение и снижать его интенсивность.

Лазерные диоды с торцевым излучением испускают также астигматические лучи. Можно создать такие условия, при которых смещенные фокальные точки ортогонального луча будут перекрываться. Из трех методов циркуляризации, представленных в этой работе, компенсация астигматизма прошла только в одном – в системе с парой цилиндрических линз. Смещение между фокальными точками ортогонального луча замерялось во всех способах циркуляризации, а в случае с цилиндрическими линзами конфигурация системы была подобрана так, чтобы минимизировать астигматизм пучка: его мера оказалась в пределах нормы.

Результаты эксперимента

Результаты эксперимента отражены в таблице ниже. Зеленые клетки определяют лучший показатель измеренной характеристики. Конечно, каждый метод циркуляризации имеет свои преимущества, но при выборе того или иного способа следует исходить из требований к качеству выходного излучения, оптической мощности и из параметров самой установки.

Результаты эксперимента рис2

Пространственная фильтрация значительно улучшила округлость и качество пучка, но передаваемая мощность при этом сильно снизилась. В случае с цилиндрической парой линз мы видим равномерно циркулярно-поляризованный луч, показатели качества и мощности которого достаточно высоки. Кроме того, скомпенсирована значительная часть астигматизма излучения. Пятно луча, полученное в опыте с парой анаморфотных призм, похоже на результат опыта с круглой цилиндрической линзой. Луч, получаемый из призм, имел лучшие значения, зарегистрированные системой M2 и меньшие абберации, чем в случае с цилиндрическими линзами, но показатель передаваемой мощности в случае с призмами оказался ниже.

Условия, в которых проводилось сравнение методов циркуляризации света, во всех опытах были одинаковы. Таким образом обеспечивалась объективность исследования, можно было сравнить результаты напрямую. Однако производительность любой системы циркуляризации можно повысить. Например, один из способов оптимизации - уменьшение размеров креплений коллиматорных объективов и анаморфотной призмы, чтобы упростить управление и интеграцию в экспериментальной установке – элементы будут располагаться гораздо ближе и более точно. Использование цилиндрических линз с настраиваемыми фокусными расстояниями поможет улучшить показатели системы с цилиндрическими линзами.

Конечно, на результаты эксперимента повлияло и программное обеспечение, использованное для профилирования луча, с помощью этого ПО вычислялся радиус округлости пятна.

 

© Thorlabs Inc.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ

Последние статьи
Определение характеристик материалов

Частицы размерами от 1 до 100 нм, считаются наночастицами. Охарактеризовать такие частицы трудно, однако задач, связанных с локализацией излучения на поверхностях наночастиц, становится все больше...

Коротковолновая инфракрасная область спектра

К коротковолновой области инфракрасного излучения относятся длины волн из диапазона 0.9 - 1.7 мкм, но иногда коротковолновая ИК область определяется и диапазоном 0.7 - 2.5 мкм. Поскольку керамические фотосенсоры распознают излучение длиной до 0.1 мкм, визуализация коротковолнового ИК спектра требует специальной оптики и электроники...

Преимущества линз Френеля

Линзы Френеля состоят из набора концентрических канавок, выгравированных на поверхности пластины из прозрачного материала. Благодаря компактным размерам, небольшому весу и свойству собирать излучение линзы широко применяются в качестве увеличителей, устанавливаются в эмиттерах и обнаружительных системах...

Преобразование выходного сигнала в последовательность прямоугольных импульсов

Искажение импульса проявляется в виде отклонений профиля сигнала от «идеального» профиля. Конечно, искажения напрямую влияют не только на форму, но и на добротность. Например, очень часто системе не хватает скорости отклика, чтобы передать вид точной амплитуды сигнала, которая, в свою очередь, меняется слишком быстро...

Селекция импульсов в ультрабыстрых усилителях с положительной обратной связью с использованием ротаторов Фарадея EOT

При проектировании лазерных фемтосекундных и пикосекундных систем используются усилители с распределенной обратной связью, осуществляющие селекцию импульсов...

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку, и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши
контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, Коломяжский проспект, 33 корпус 2