[發明專利]偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器

有效

• 申請號: 201410181294.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN105093366B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 秦偉;張顯清
• 申請（專利權）人: 諾方（哈爾濱）科技股份有限公司
• 主分類號: G02B5/04
• 分類號: G02B5/04;G02B5/30;G02B27/28
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 劉芳,趙朋曉

技術領域

本發明涉及光學通信技術，尤其涉及一種偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器。

背景技術

光是橫電磁波，光矢量具有振動方向與傳播方向相互垂直的特性；在垂直于光傳播方向的平面內，光振動方向相對于光傳播方向是不對稱的，這種不對稱性導致了光波性質隨光振動方向的不同而發生變化。人們將這種光振動方向相對于光傳播方向不對稱的性質，稱為光的偏振特性。

利用光具有偏振這一特點，人們將其廣泛的運用于通信技術、檢測技術、顯影技術、傳感技術、加密技術等領域。

自然界中，光波大多是以非偏振光存在的，完全偏振光幾乎不存在，而實際運用中對于光波的偏振度有不同的要求，偏振度是指在光總強度中，完全偏振光所占的比例。通常，學術界公認的是將任意光矢量看作兩個正交的分量，分別用s、p表示，完全偏振光指的是只有s分量或者p分量，通過長期的研究探索，人們已經找到了多種方式來獲得高偏振度的偏振光，主要方式有布魯斯特反射透射法，干涉法、衍射法、二向色性法、晶體雙折射法、以及偏振分光棱鏡等幾種。其中，偏振分光棱鏡以高的消光比，分光距離可根據需要設計而被廣泛運用。常用的偏振分光棱鏡結構有以下兩種，參見圖1、圖2。

現有技術一

參見圖1，方形偏振分光棱鏡由一對高精度直角棱鏡膠合而成，其中一個棱鏡的斜邊上鍍有偏振分光膜S2，以方形棱鏡的任意一個面(為了便于說明，這里定義為第一面S1)作為入射邊，沿著入射光的傳播方向，平行分量Tp經過偏振分光膜S2后經第四面S4出射，垂直分量Rs與入射光呈直角經偏振分光介質膜s2被反射，入射光可以在直角邊長度范圍內任意調節，同時，可以設計為矩形以滿足實際中對兩種偏振光不同的光程的需求。

這種方形偏振分光棱鏡所分出的兩束光由于是正交出射，但是在實際運用中通常會需要兩束光平行傳播，所以在一定使用范圍內需要再次添加反射鏡等裝置來改變其中一個光的傳播方向，因此，便有了如圖2中的楔形偏振分光棱鏡。

現有技術二

楔形偏振分光棱鏡在整體結構上是由一個三棱鏡10與一個四棱鏡20光學粘接在一起構成，三棱鏡10的橫截面為等腰直角三角形，四棱鏡20的橫截面為平行四邊形，在粘接面鍍有偏振分光膜S2，平行入射的第一光束Input1、第二光束Input2經過偏振分光膜S2分開，垂直分量和平行分量分別以反射和透射的狀態傳播，如圖2所示，第一光束Input1分成第一垂直分量Rs1、第一平行分量Tp1，第二光束Input2分成第二垂直分量Rs2、第二平行分量Tp2，當上述兩光束以圖2中的方式入射棱鏡第一直角面S1時，垂直分量經過偏振分光膜S2反射后，經過第二直角面S3透射出偏振分光棱鏡，平行分量傳播至第四面S4后發生全反射，光的傳播方向改變，最后經過第五邊S5出射，此時，總共有四束平行光出射，如圖2所示，第一光束Input1分成第一垂直分量Rs1、第一平行分量Tp1，第二光束Input2分成第二垂直分量Rs2、第二水平分量Tp2。第二垂直分量Rs2與第二水平分量Tp2之間的光程差等于第一垂直分量Rs1與第一平行分量Tp1之間的光程差，此時可以利用一種調節裝置如平行玻璃板來同時調節垂直方向s分量，或者同時調節平行方向p分量就可以實現光程差統一調節的目的，不需要分別去調節圖2中的第一垂直分量Rs1、第二垂直分量Rs2才能實現光程差相等的目的，該結構在通常情況下都能很好的被運用。

在實際運用過程中，由于需要實現不同參數的曲線(如干涉周期)的同時還需要能控制住光學材料引入的溫度致曲線漂移現象，通常要求嚴格控制四棱鏡20的厚度，若有多束等相位平行光入射，且平行平板的厚度較薄的情況下，現有技術二的結構就可能會出現出射后的多束垂直方向s分量、平行方向p分量的光具有不同的位相差，參見圖3，需要將每一束光分別調節才能實現多束光出射后仍然是等相位差的要求，增加了調節難度和成本，引入了過多的變量，無益于器件的穩定性，如圖3所示，