一种三频率激光快速输出装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种三频率激光快速输出装置，包括激光器、激光调节器、偏振分束镜、反射镜组、透镜组、声光调制器、第三透镜、快门组、四分之一波片、第三反射镜和控制器，激光器出射的激光束经过激光调节器后入射到偏振分束镜上，然后通过反射镜组反射后，再经透镜组后入射到声光调制器中，声光调制器输出的激光束经第三透镜变成平行光后穿过快门组，再经过四分之一波片后在第三反射镜的作用下原路返回，最后经偏振分束镜的反射面输出；控制器分别控制反射镜组、声光调制器和快门组的工作状态，以调节偏振分束镜的反射面输出三频率激光及其输出的顺序和时间间隔。本发明专利技术利用一个声光调制器快速获得三个频率的激光输出，降低了装置成本。装置成本。装置成本。

【技术实现步骤摘要】
一种三频率激光快速输出装置


[0001]本技术涉及大气探测激光雷达多频率激光输出技术，尤其涉及一种三频率激光快速输出装置。

技术介绍

[0002]钠层风温探测激光雷达利用80
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110km高空大气中存在的钠原子作为示踪物，通过探测激光激发钠原子产生的荧光光谱的多普勒频移和展宽可以获得高空大气的风场和温度信息。钠层测温测风激光雷达需要输出三个不同频率的激光分别激发钠原子获取钠荧光光谱的多普勒频移和展宽信息。不同频率激光快速输出常利用双通声光移频光路来实现。基于自由空间的双通声光移频光路产生三频率激光输出的方案有：方案一"A Frequency
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agile Na Lidar for the Measurement of Temperature and Velocity in the Mesopause Region",thesis(Ph.D.),Colorado State University,1999；方案二"Na Lidar at ALOMAR
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electrooptic improvements,analysis algorithms,and selected atmospheric observations 80to100km above Northern Norway"，Diploma thesis,Ulm University,Germany,2009；方案三“一种能输出三种波长的声光调制装置”，中国专利技术专利，201310368812.7。方案一中，需要用精确的时序控制定制斩波轮来实现三频率激光的切换输出，装置复杂，实现难度较大，且不能自由调节三频率激光的输出次序和时间间隔；方案二中，经第一个声光调制器出来的调制光，要经过两个反射镜反射回去，光路调节难度大，要求高，对系统的稳定性也有较高的要求；方案三利用中心孔反射镜和光快门实现移频光和原频率光的选择性输出，三频率激光的输出顺序和时间间隔方便调节，但和方案一和方案二一样，均需要用两个声光调制器分别获得f+和f
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频率，光路较长，增加了光功率损耗。

技术实现思路

[0003]技术目的：本技术的目的是提供一种能实现三频率激光快速输出的装置。
[0004]技术方案：本技术的一种三频率激光快速输出装置，包括激光器、激光调节器、偏振分束镜、反射镜组、透镜组、声光调制器、第三透镜、快门组、四分之一波片和第三反射镜和控制器，激光器出射的激光束经过激光调节器后入射到偏振分束镜上，偏振分束镜输出的激光束通过反射镜组反射后，经透镜组后入射到声光调制器中，声光调制器输出的激光束经第三透镜变成平行光后穿过快门组，再经过四分之一波片后在第三反射镜的作用下原路返回，最后经偏振分束镜的反射面输出；控制器分别与反射镜组、声光调制器和快门组连接，并分别控制反射镜组、声光调制器和快门组的工作状态，以调节偏振分束镜的反射面输出三频率激光以及三频率激光输出的顺序和时间间隔。
[0005]可选的，激光调节器包括准直器和半波片，准直器对激光束进行光束整形，然后经过半波片后输出与偏振分束镜的透射光偏振方向一致的激光束。
[0006]可选的，准直器包括两块平行放置的透镜。
[0007]可选的，反射镜组包括高速翻转架、第一反射镜、第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜依次放置在偏振分束镜的透射光光路中，第一反射镜安装在高速翻转架上，且其与所述透射光间的夹角α＝π/4
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θ/2，其中θ为声光调制器的布拉格角；第二反射镜与所述透射光间的夹角β＝π/4+θ/2；高速翻转架用于调节第一反射镜的工作状态。
[0008]可选的，透镜组包括第一透镜和第二透镜，其中，第一透镜设置于第二反射镜的反射光路中，第二透镜设置于第一反射镜的反射光路中，声光调制器放置于第一透镜和第二透镜的共焦点处。
[0009]可选的，快门组包括第一快门和第二快门，第一快门和第二快门并列放置在第三透镜后的平行光路中，且第一快门与第一反射镜和第二透镜位于同一光路中，第二快门与第二反射镜和第一透镜位于同一光路中。
[0010]可选的，第三透镜放置在声光调制器后且离声光调制器的距离为其焦距。
[0011]可选的，四分之一波片和第三反射镜依次放置在所述快门组后且与第三透镜同光轴；四分之一波片的晶轴方向与光束偏振方向之间呈45度或135度夹角。
[0012]有益效果：与现有技术相比，本技术可以实现利用一个声光调制器快速获得三个频率的激光输出，降低了装置成本；高速翻转架和快门应用于光路中，可灵活改变三频率激光输出的时序，且大大缩短了双通声光移频光路，使光路更加紧凑，减小了光路体积，同时显著降低了光路的光功率损耗。
附图说明
[0013]图1是本技术装置示意图；
[0014]图2是本技术装置分别输出三种频率的激光时的光路图；其中，图2a表示输出频率为f0时的光路，图2b表示输出频率为f0+2fs时的光路，图2c表示输出频率为f0
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2fs时的光路。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施例对本技术技术方案作进一步阐述。
[0016]如图1～2所示，本技术能实现三频率激光快速输出的装置，包括激光器1、准直器2、半波片3、偏振分束镜4、高速翻转架5、第一反射镜6、第二反射镜7、第一透镜8、第二透镜9、声光调制器10、第三透镜11、第一快门12、第二快门13、四分之一波片14、第三反射镜15和控制器16。
[0017]所述激光器1的出射光通过准直器2进行光束整形，准直器2由两块平行透镜构成。从准直器2出射的光经过半波片3后入射到偏振分束镜4上；通过调节半波片3可调节出射光的偏振面角度，使其与偏振分束镜4的透射光偏振方向一致；第一反射镜6和第二反射镜7依次放置在偏振分束镜4的透射光光路中，第一反射镜6安装在高速翻转架5上，且其与所述透射光间的夹角α＝π/4
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θ/2，其中θ为声光调制器10的布拉格角；第二反射镜7与所述透射光间的夹角β＝π/4+θ/2；所述光束通过第一反射镜6或第二反射镜7反射后，经第一透镜8或第二透镜9后入射到声光调制器10中；声光调制器10放置于第一透镜8和第二透镜9的共焦点处；第三透镜11放置在声光调制器10后且离声光调制器10的距离为其焦距；第一快门12和
第二快门13分别放置在第三透镜11后的平行光路中；四分之一波片14和第三反射镜15依次放置在所述快门后且与第三透镜11同光轴；四分之一波片14的晶轴方向与光束偏振方向之间呈45度或135度夹角；控制器16分别与高速翻转架5、声光调制器10、第一快门12和第二快门13连接，用于控制高速翻转架5旋转进而控制第一反射镜6是否处于光路中，同时用于控制声光调制器10、第一快门12和第二快门13的开关状态，以调节三频率激光输出的顺序和时间间隔。
[0018]控制器16是由电脑通过编程语言实现高速翻转架5旋转，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三频率激光快速输出装置，其特征在于，包括激光器(1)、激光调节器、偏振分束镜(4)、反射镜组、透镜组、声光调制器(10)、第三透镜(11)、快门组、四分之一波片(14)、第三反射镜(15)和控制器(16)，激光器(1)出射的激光束经过激光调节器后入射到偏振分束镜(4)上，偏振分束镜(4)输出的激光束通过反射镜组反射后，经透镜组后入射到声光调制器(10)中，声光调制器(10)输出的激光束经第三透镜(11)变成平行光后穿过快门组，再经过四分之一波片(14)后在第三反射镜(15)的作用下原路返回，最后经偏振分束镜(4)的反射面输出；控制器(16)分别与反射镜组、声光调制器(10)和快门组连接，并分别控制反射镜组、声光调制器(10)和快门组的工作状态，以调节偏振分束镜(4)的反射面输出三频率激光以及三频率激光输出的顺序和时间间隔。2.根据权利要求1所述的一种三频率激光快速输出装置，其特征在于，激光调节器包括准直器(2)和半波片(3)，准直器(2)对激光束进行光束整形，然后经过半波片(3)后输出与偏振分束镜(4)的透射光偏振方向一致的激光束。3.根据权利要求2所述的一种三频率激光快速输出装置，其特征在于，准直器(2)包括两块平行放置的透镜。4.根据权利要求1所述的一种三频率激光快速输出装置，其特征在于，反射镜组包括高速翻转架(5)、第一反射镜(6)、第二反射镜(7)，第一反射镜(6)和第二反射镜(7)依次放置在偏振分束镜(4)的透射...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏媛，尹雯，吕婧，李亚娟，
申请(专利权)人：南京晓庄学院，
类型：新型
国别省市：