立陶宛WOP去偏振补偿器Depolarization Compensator

图1：左图，二维快、慢轴方向分布图                            右图，SVWP单元内穿过虚线的延迟剖面图

R(λ/2)标记SVWP的等高线，其中相位延迟为λ/2, R(SVWP)标记内切双折射图的边缘，R(el.)标记元素玻璃基板的半径。

此次，给出了用于去偏振补偿的SVWP元件性能的数值，研究了线性或圆形输入高斯光束偏振通过SVWP元件传播的情况，计算了去偏振水平η与SVWP单元诱导的相位延迟δ的关系，并在图2(下)中表示出来。补偿诱导相位延迟所需的波束半径与补偿器半径r/ R的比值如图2(上)所示。图中显示了不同延迟δ值所需r/ R比的少数情况作为参考。

图2：去偏振水平η与SVWP单元诱导的相位延迟δ的关系图            

上是SVWP元件补偿诱导相位延迟所需波束半径与补偿器半径r/ R的比值；

下是波束去偏振水平对SVWP单元诱导相位延迟的依赖性；

虚线表示补偿激光束中相应相位延迟所需的比值r/ R的值；

插图，圆偏振(上)和线性偏振(下)在SVWP元件诱导的不同相位延迟下的去偏振光束剖面。

如果在SVWP中将双折射剖面反转，就能够给出了理想高斯光束在一定去偏振值下的SVWP参数。值得注意的是，在相同的相位延迟下，圆偏振情况下的去偏振是线偏振情况下的2倍，但所需的补偿比保持不变。

SVWP元件的另一个方面是它对通过它的线偏振光束产生的固有散光，或圆偏振光束诱导的对称聚焦。通过使用傅里叶变换方法和以下公式，将理想高斯光束传播到SVWP中，并计算得到的波束阵面，从而实现建模。

 

E 0x、E 0y 为水平面和垂直面的输入电场；

θ为参考偏振轴与局部双折射轴的夹角；

β为线偏振光相对于水平面(x轴)的夹角；

1φ为水平面和垂直面电场的相位；

δ为偏振分量之间的诱导相位延迟。

研实验设置与结论

亚皮秒高峰值功率和高重复率激光系统的实验设置由一个原型版本的FemtoLux 30激光器进行，在1 MHz脉冲重复率下输出功率为37 W，脉冲啁啾持续时间为~ 220 ps，带宽为1λ = 3.3 nm(在FWHM)，中心为1030 nm。所研制的激光系统由基于PCA的定制激光FemtoLux 30作为种子源、DPSS Yb:YAG功率放大器和四通衍射光栅脉冲压缩器组成。

由于相同的抛物型延迟剖面，通过改变入射到SVWP元件上的种子束直径，我们可以改变SVWP元件诱导的相位延迟，从而适应不同的泵浦条件。这种方法方便了实验灵活性，可以在不同的实验布局中补偿不同的去偏振量。利用延迟值为δ = 0.44λ (R = 1.5 mm)的SVWP来补偿双通道结构中产生的去偏振和双聚焦，它被放置在后反射面RM附近。如图3所示。

图3：完整的激光系统布局图
使用标准的z扫描技术对光束质量进行了表征，方法是使用具有明确焦距的正透镜聚焦光束，并沿传播方向跟踪光束半径的变化。z扫描的*佳拟合度为M2 ~ 1，表明几乎衍射有限的光束质量。如图4所示。
压缩脉冲由二次谐波产生的频率分辨光学器件表征门控(SHG-FROG)自相关法。FROG算法(Swamp Optics)使用1024 × 1024网格检索到的脉冲持续时间为318 fs，如图5所示。

图4：光束半径测量图                                             图5：压缩脉冲的包络线测量图

图6：平均输出功率(红色)和放大器总增益(黑色)对比图              图7：吸收泵浦和诱导去偏振η与输入种子功率图

图8：SVWP补偿器去偏振补偿的放大光束Z扫描图

图9：压缩脉冲的包络线与带宽受限脉冲形状比较图