專利名稱：激光光強(qiáng)衰減方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光強(qiáng)衰減方法，特別是一種激光光強(qiáng)衰減方法，屬于激光光電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)美國專利號為6130984，名稱為小型可調(diào)光強(qiáng)衰減器。它是一種機(jī)械調(diào)諧式光強(qiáng)衰減器，采用機(jī)械調(diào)諧的方法對光強(qiáng)進(jìn)行可控衰減。該專利首先制作一衰減薄膜，其衰減系數(shù)在不同位置是不同而且連續(xù)變化的，利用驅(qū)動馬達(dá)或手工調(diào)節(jié)改變衰減薄膜的位移，使光束通過薄膜的不同位置，從而獲取對光強(qiáng)的不同程度的衰減。這種機(jī)械調(diào)諧式光強(qiáng)衰減器的核心部件是衰減薄膜，其要求是薄膜厚度連續(xù)漸變，一般為了減少光強(qiáng)的損失還需在襯底上鍍減反膜。這種方式存在如下的不足，如薄膜制作工藝復(fù)雜，不易做到大批量生產(chǎn)，相應(yīng)地造成成本較高；光強(qiáng)衰減可調(diào)范圍小于20dB；衰減隨波長的變化比較大。

發(fā)明內(nèi)容
主要是利用光束入射到一橫截面為等腰梯形、上下底面鍍有介質(zhì)薄膜、折射率為1.90＞n＞1.64玻璃材料的棱鏡內(nèi)部，在其上、下底面發(fā)生多次反射來實現(xiàn)對激光光強(qiáng)的衰減。本發(fā)明的方法進(jìn)一步描述如下第一步為了減少棱鏡側(cè)面對入射光強(qiáng)的反射，可把棱鏡側(cè)面做成圓柱面形狀，采用蒸鍍的方法把減反膜做在棱鏡的兩側(cè)面上，減反膜可根據(jù)工作波長的范圍選擇合適的材料和厚度，介質(zhì)薄膜折射率范圍為1.28～1.37，具有一定的成膜性，膜厚為0.35～0.5μm，當(dāng)入射光相對于衰減裝置的入射角度發(fā)生改變時，隨著入射角度的改變，入射光強(qiáng)的衰減，另外，通過對參數(shù)的調(diào)整，可以使衰減裝置的最佳適用波長范圍符合實際應(yīng)用的需要；第二步優(yōu)化棱鏡的形狀和尺寸大小，使衰減裝置的可調(diào)衰減范圍更大，棱鏡底角大小為sin-1(1/n)(n為棱鏡的折射率)，這樣能減小衰減裝置的插入損耗，棱鏡上、下底面要有平行度要求，棱鏡高和底的比例選擇要保證光線進(jìn)入到棱鏡內(nèi)部后能在上、下底面形成多次反射，反射次數(shù)越多，其衰減可調(diào)范圍越大；第三步衰減工作狀態(tài)的預(yù)置和工作范圍的確定，讓入射光垂直于棱鏡側(cè)面入射，這時所處的工作狀態(tài)為反射光強(qiáng)最大處，減小入射光相對于衰減裝置的入射角，實現(xiàn)對光強(qiáng)的衰減，衰減裝置的工作范圍為衰減曲線的光強(qiáng)最大處到光強(qiáng)最小處，入射角在這個范圍調(diào)節(jié)就可實現(xiàn)對入射光強(qiáng)的連續(xù)可調(diào)。
本發(fā)明能實現(xiàn)對光強(qiáng)的連續(xù)可調(diào)，并且其衰減曲線偏振靈敏度很小，隨波長的變化小，并且在不改變衰減裝置的基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)的情況下，通過增加光束在棱鏡底面的反射次數(shù)就得到更大的光強(qiáng)衰減。
本發(fā)明具有實質(zhì)性的特點和顯著的進(jìn)步性，本發(fā)明可用于光通訊和光信息處理等需要光強(qiáng)衰減的場合，也可用于精密測距、全息信息處理等需要對光束參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制的情況。本發(fā)明同現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點1.工藝簡單、價格低廉。2.消光比大。3.工作波長范圍大。4.偏振靈敏度小。5.插入損耗小。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例具體為實施例一第一步棱鏡的折射率為1.74(波長1.55μm)，形狀是橫截面為等腰梯形的柱狀體。采用蒸鍍的方法把減反膜做在棱鏡的兩側(cè)面上，減反膜效果主要是使入射光能全部進(jìn)入到棱鏡內(nèi)部。介質(zhì)薄膜是折射率為1.32(波長1.55μm)的聚合物，厚度為0.42μm。
第二步棱鏡底角為35.08度，上底面、下底面的平行度為1′，高為1cm、下底面邊長為4cm，光束在棱鏡上、下底面反射次數(shù)總共為三次。衰減裝置的最大衰減可達(dá)40dB，在0～40dB之間連續(xù)可調(diào)。
第三步預(yù)置工作狀態(tài)時，讓光束垂直棱鏡側(cè)面入射，當(dāng)衰減裝置朝入射角小的方向轉(zhuǎn)動時，就得到對光強(qiáng)不同程度的衰減。詳見下表所示。


實施例二第一步棱鏡的折射率為1.75(波長1.3μm)，形狀是橫截面為等腰梯形的柱狀體，采用蒸鍍的方法把減反膜做在棱鏡的兩側(cè)面上，減反膜效果主要是使入射光能全部進(jìn)入到棱鏡內(nèi)部。介質(zhì)薄膜是折射率為1.324(波長1.3μm)的聚合物，厚度為0.35μm。
第二步棱鏡底角為34.85度，上底面、下底面的平行度為1′，高為1cm、下底面邊長為4cm，光束在棱鏡上、下底面反射次數(shù)總共為三次。衰減裝置的最大衰減可達(dá)38dB，在0～38dB之間連續(xù)可調(diào)。
第三步預(yù)置工作狀態(tài)時，讓光束垂直棱鏡側(cè)面入射，當(dāng)衰減裝置朝入射角小的方向轉(zhuǎn)動時，就得到對光強(qiáng)不同程度的衰減。
工作范圍內(nèi)的衰減系數(shù)和PDL的大小如下表所示。

實施例三第一步棱鏡的折射率為1.64(波長1.55μm)，形狀是橫截面為等腰梯形的柱狀體，采用蒸鍍的方法把減反膜做在棱鏡的兩側(cè)面上，減反膜效果主要是使入射光能全部進(jìn)入到棱鏡內(nèi)部。介質(zhì)薄膜是折射率為1.28(波長1.55μm)的聚合物，厚度為0.47μm。
第二步棱鏡底角為37.57度，上底面、下底面的平行度為1′，高為0.5cm、下底面邊長為4cm，光束在棱鏡上、下底面反射次數(shù)總共為五次。衰減裝置的最大衰減可達(dá)60dB，在0～60dB之間連續(xù)可調(diào)。
第三步預(yù)置工作狀態(tài)時，讓光束垂直棱鏡側(cè)面入射，當(dāng)衰減裝置朝入射角小的方向轉(zhuǎn)動時，就得到對光強(qiáng)不同程度的衰減。
工作范圍內(nèi)的衰減系數(shù)和PDL的大小如下表所示。

權(quán)利要求
1.一種激光光強(qiáng)衰減方法，其特征在于主要是利用光束入射到一橫截面為等腰梯形、上下底面鍍有介質(zhì)薄膜、折射率為1.90＞n＞1.64玻璃材料的棱鏡內(nèi)部，在其上、下底面發(fā)生多次反射來實現(xiàn)對激光光強(qiáng)的衰減。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種激光光強(qiáng)衰減方法，其特征還在于對本方法進(jìn)一步限定如下第一步為了減少棱鏡側(cè)面對入射光強(qiáng)的反射，可把棱鏡側(cè)面做成圓柱面，采用蒸鍍的方法把減反膜做在棱鏡的兩側(cè)面上，減反膜可根據(jù)工作波長的范圍選擇合適的材料和厚度，介質(zhì)薄膜折射率范圍為1.28～1.37，具有一定的成膜性，膜厚為3500～5000埃，隨著入射角度的改變，實現(xiàn)對光強(qiáng)的衰減；第二步優(yōu)化棱鏡的形狀和尺寸大小，棱鏡底角大小為sin-1(1/n)(n為棱鏡的折射率)，棱鏡上、下底面有平行度要求，棱鏡高和底的比例選擇要保證光線進(jìn)入到棱鏡內(nèi)部后能在上、下底面形成多次反射，反射次數(shù)越多，其衰減可調(diào)范圍越大；第三步衰減工作狀態(tài)的預(yù)置和工作范圍的確定，讓入射光垂直于棱鏡側(cè)面入射，這時所處的工作狀態(tài)為反射光強(qiáng)最大處，減小入射光相對于衰減裝置的入射角，實現(xiàn)對光強(qiáng)的衰減，入射角的調(diào)節(jié)范圍為反射光強(qiáng)最大處到反射光強(qiáng)最小處。
全文摘要
激光光強(qiáng)衰減方法主要是利用光束入射到一橫截面為等腰梯形、上下底面鍍有介質(zhì)薄膜、折射率為:1.90>n>1.64玻璃材料的棱鏡內(nèi)部,在其上、下底面發(fā)生多次反射來實現(xiàn)對激光光強(qiáng)的衰減。本發(fā)明能實現(xiàn)對光強(qiáng)的連續(xù)可調(diào),并且其衰減的偏振靈敏度很小,隨波長的變化小,并且在不改變衰減裝置的基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)的情況下,通過增加光束在棱鏡底面的反射次數(shù)就得到更大的光強(qiáng)衰減。
文檔編號G02B6/34GK1335519SQ0112637
公開日2002年2月13日 申請日期2001年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者曹莊琪, 袁波, 方為軍, 陳開盛, 竇曉鳴 申請人:上海交通大學(xué)