激光相干性破坏

破坏激光相干性的方法

激光产生于光的受激辐射, 因为它与入射光具有相同的频率、相位和偏振态, 所以激光与普通光源相比有着单色性好、方向性好、相干性好等特点。产生干涉的前提条件是频率相同、振动方向相同、相位差恒定，因此要破坏激光良好的相干性可从这三个方面入手，只需改变其中一个条件就可以实现激光相干性的破坏。

一、激光的相位改变方法途径

最简单也最容易的的解决途径就是改变相干光的相位差从而实

现相干性的破坏。

1. 采用多根不同长度的光纤分光再合束来降低光源的相干性

如上图所示，激光器产生的激光经过耦合器A分束进入多根光纤，激光在光纤传播是基于全反射的原理，因此经过多次反射会产生相位的变化，由于各光纤长度不同导致每条光纤中的光线相位改变量也不同，再经过耦合器合束后将使激光的相位随机性改变，从而降低了光源的相干性。

2.在光路中加入转动或振动的散射体

在上图中, 激光束入射到旋转不停的位相元件上, 受到连续的位相调制, 使得激光的相位随时间变化。其中图中位相元件如下图所示：

其中黑色的区域表示激光通过该处位相改变为π , 白色的区域表示激光通过该处位相不变。与此类似，可以将位相型衍射元件换成毛玻璃片，激光通过不停旋转的毛玻璃片也会产生相位的改变。

3.利用光楔改变光程

两块光楔的光轴互相垂直，当光垂直入射时， 通过左右移动楔镜，改变光线经过的光程，从而 改变光的相位。

二、改变激光的频率

通过改变激光的频率来破坏干涉的条件来降低激光的相干性。

1.利用多普勒效应改变激光的频率

如图所示反射镜以v 沿光轴方向移动时，

使垂直入射的反射光产生2/v v λ∆=的频移，通

过改变速度从而获得变化的频率。

2.利用旋转波片改变偏振光的频率

图b 表示，圆偏振光通过一个旋转的半波片，将会使得透射光产生两倍于半波片旋转频率f 的频率改变，只需控制半波片的转速就可得到随机变化的频率。图c 表示线偏振光经一个固定的、主方向定位合适的1/4波片变成圆偏振光，又经一个旋转中的1/4波片和参考镜反射后再通过旋转的1/4波片（它实际起到半波片的作用），使光线产生两倍于旋转频率f 的频移，当圆偏振光再次通过固定的1/4波片后又恢复为线偏振光，但频率已发生2v f ∆=的偏移。

3.利用光栅实现频率改变

图d 表示垂直入射匀速用移动光栅的光线，透过光栅的第n 阶衍射光产生v nvf ∆=的频移，此处f 是光栅的空间频率，v 是光栅的移动速度，如此就可以通过改变光栅的移动速度来改变频率。与此类似的方法，如图e 所示，布拉格盒声光调制器可可以起到与移动光栅的同样的移频效果。这时超声波的传播相当于移动光栅，其一级衍射光的频

移量就等于布拉格盒的驱动频率0f,而与光的波长无关，改变0f就可以得到频率改变的激光。