大多数情况下激光器的出射光都是偏振的。通常是线偏振的,即电场在某一特定的与激光光束传播方向垂直的方向上振荡。有的激光器(例如,光纤激光器)产生的不是线偏振光,而是其它的稳定的偏振态,可以采用合适的波片组合在一起将其转化为线偏振光。如果是宽带辐射,且偏振态与波长有关,则不能采用以上方法。 在一些特殊情形,可以产生径向偏振光束,即光束截面中的偏振方向是径向的。通常,径向偏振辐射是先偏振光经过一些光学元件得到的,也可以直接由激光器得到。这种方法的好处在于可以避免去极化损耗,可以应用于固态体激光器中。 在许多应用中需要采用偏振的激光辐射。例如:
线偏振光的偏振度由偏振光消光比(PER)来表征,定义为两个偏振方向功率的比值,单位为分贝,可以测量光通过偏振片后随方向而变化的功率来得到。偏振片的消光比必须要大于激光光束的消光比。 |
偏振或非偏振辐射机制
不同的机制都对激光器的辐射线偏振光有贡献:
激光器增益与偏振有关。激光晶体为非线性各向同性时就是这种情况(例如,Nd:YVO4或Nd:YLF),还有一些半导体光放大器也是。
谐振腔损耗也可能与偏振有关,例如,谐振腔中包含一个布儒斯特盘或者只有一个稍微倾斜的光学元件。
在两偏振方向上增益或损耗的很小差别都能得到稳定的线偏振,前提是在激光器谐振腔中,偏振模式之间不会发生显著的耦合。
另外,激光器输出的偏振态会受随机双折射的影响,例如光纤中(如果不是保偏或者单模光纤)和激光晶体或玻璃中的热效应(参阅去极化损耗)。如果激光器增益是各向同性的,很小的双折射都会极大改变偏振态,并且光束截面上的偏振态也会发生显著变化。