[實用新型]亞波長光柵偏振器

有效

• 申請號: 201320816327.7
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN203616497U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王中飛;張大偉;唐慶勇;王琦;黃元申;倪爭技
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本實用新型屬于光學器件領域，具體涉及一種能夠增加偏振光透過率的亞波長光柵偏振器。

背景技術

光柵作為一種常用的光學元件，在各類光學系統中起著重要的作用。自20世紀80年代V.V.Nevdakh等研究了光柵的偏振特性后，亞波長偏振光柵以良好的偏振特性、體積小及易于集成等特點成為近年來的研究熱點。理論和實驗都表明，當光柵周期接近或者小于入射光波長時，光柵將表現出較強的偏振特性。利用光柵的偏振特性，可以制作各種偏光器件，如偏振器、偏振分束器、偏振型彩色濾光片等。此外，具有偏振特性的光柵還廣泛的應用在光纖通訊、液晶顯示、偏振LED和偏振成像等領域。

傳統的偏振器大都由具有雙折射特性的天然晶體或具有偏振選擇特性的膜結構制作而成。例如波片可通過解理石英或云母晶體而制成。但這些傳統的偏振器的偏振光透過率較弱，雖然隨著集成波片級數的增加可增加偏振光的透過率，但厚度也隨之增大，從而使其對波長和溫度極其敏感。因此，如何在保持適當光柵槽深的情況下提高光柵偏振器的偏振光透過率成為目前偏振器研究的一個難點。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種亞波長光柵偏振器，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本實用新型所提供的亞波長光柵偏振器包括光柵部和至少具有兩個相對向的表面的基底部,其特征在于：其中，光柵部具有多個光柵單元，光柵單元至少分布在一個表面上,光柵單元具有多層臺階層，隨著臺階層數的增加每層臺階層的占空比呈規律性變化。

另外，本實用新型所提供的亞波長光柵偏振器還可以具有這樣的特征：其中，光柵單元分布在兩個相對向的表面上。

另外，本實用新型所提供的亞波長光柵偏振器還可以具有這樣的特征：其中，光柵單元的光柵槽深選自100-400nm中任意數值，優選200nm。

另外，在本實用新型所提供的亞波長光柵偏振器還可以具有這樣的特征：其中，光柵單元具有至少一個金屬薄片。

實用新型的作用與效果

根據本實用新型所提供的亞波長光柵偏振器，由于光柵單元具有多層臺階層，臺階層的占空比向著基底部方向呈規律性變化，從而使得該偏振器的偏振光透過率顯著增加，光學性能顯著優化。

附圖說明

圖1是對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的結構示意圖；

圖2是對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的偏振光透過率、消光比與占空比的曲線圖；

圖3是實施例一所提供的亞波長光柵偏振器的結構示意圖；

圖4是實施例一所提供的亞波長光柵偏振器與對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的偏振光透過率的曲線圖；

圖5是實施例一所提供的亞波長光柵偏振器與對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的消光比的曲線圖；

圖6是實施例二所提供的亞波長光柵偏振器與對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的偏振光透過率的曲線圖；

圖7是實施例三所提供的亞波長光柵偏振器與對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的偏振光透過率的曲線圖；以及

圖8是實施例四所提供的亞波長光柵偏振器的偏振光透過率與臺階層數的曲線圖。

具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型所涉及的亞波長光柵偏振器的具體實施形態做具體說明。

<對比實施例>

圖1是對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的結構示意圖。

如圖1所示，本對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器1包括材料為K9玻璃的基底部2和位于基底部2的一個表面上的光柵部3，光柵部3的光柵周期p為200nm，光柵槽深h為60nm。光柵部3包括多個光柵單元4，光柵單元4為單層的矩形鋁薄片，薄片的占空比f=ω/p，式中ω為鋁薄片的線寬。入射光從下到上垂直入射。

圖2是對比實施例所提供的亞波長金屬光柵偏振器的偏振光透過率、消光比與占空比的曲線圖。

假設入射光的波長為550nm，隨著占空比從0至1逐漸增加，如圖2所示，TM偏振光透過率逐漸降低，消光比隨占空比的增加先增加后急劇減小。

因此，對于固定周期的金屬光柵來說，隨占空比的變化，偏振光透過率與消光比是一對矛盾量，無法同時提高消光比和偏振光透過率。

<實施例一>

圖3是實施例一所提供的亞波長光柵偏振器的結構示意圖。