[實用新型]一種法拉第旋轉鏡

有效

• 申請號: 201420703223.X
• 申請日: 2014-11-09
• 公開（公告）號: CN204241726U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張鐘鐵
• 申請（專利權）人: 張鐘鐵
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27;G02B6/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明屬于光纖傳感和光纖通信領域，具體涉及光纖傳感用的法拉第旋轉鏡，尤其涉及工作溫度無關，工作波長寬的法拉第旋轉鏡。

【背景技術】

光纖傳感技術在探測深海和地層深處的石油、頁巖油氣、干冰等領域應用的越來越廣，特別是利用邁克爾孫干涉儀原理制造的光纖傳感器件應用最為廣泛。法拉第旋轉鏡是應用在邁克爾孫干涉儀兩個干涉臂上的關鍵器件，要使干涉得到高分辨率，需要使得從干涉臂上反射回來的光的偏振方向旋轉90°，這樣從干涉臂反射回的光的偏振態與入射光的偏振態垂直，不會產生干涉，對信號源不會產生干擾。

市場上通常法拉第旋轉鏡結構如圖1所示，包含由光纖頭101和透鏡102組成的準直器11，法拉第旋光器12，平面反射鏡13；準直器11出射光經過法拉第旋光器12，偏振態被旋轉45°，再到平面反射鏡103，并被原路反射回，返回的光再次透過法拉第旋光器12，由于法拉第旋光器的光非互易性，光的偏振態再次被旋轉45°，故光返回到準直器11時，偏振態已被旋轉90°。

普通的法拉第旋轉鏡，由于法拉第旋光器本身的色散和溫度特性，普通的法拉第旋轉鏡工作溫度范圍和工作波長范圍寬，不能適用于野外作業。為了改善法拉第旋轉鏡的溫度特性，中國專利CN20141046502、CN201310646181等公布的改善型方案，如圖2所示，采用分光棱鏡202，先把準直器201入射分成偏振相互垂直的兩束光，兩束光經屋脊棱鏡204折射成平行光，第一次經法拉第旋光器203旋轉45度，進入屋脊棱鏡205，折射成交匯光，在平面反射鏡206交叉反射，并分別沿對方軌跡返回，第二次經過經法拉第旋光器203時，被再次旋轉45°，兩次共旋轉90°，由分光棱鏡202合成一束光，進入準直器201輸出，使輸出光的偏振方向與輸入光的偏振方向垂直。雖然此類法拉第旋轉鏡的消光的溫度特性得到改善，但此類法拉第旋轉鏡需要多個棱鏡，結構復雜；?且分光器把兩束光完全分開，需要長而大的分光棱鏡，所以尺寸偏大；準直后的光斑較大，也需要大尺寸的法拉第，成本較高。

【發明內容】

本發明目的是提供一種溫度無關、操作波長無關、結構簡單、成本較低的法拉第旋轉鏡。

為了實現上述目的，本發明提供一種法拉第旋轉鏡，包含光纖頭，偏振分光器，透鏡，法拉第旋光器及反射器，其特征在于，所述偏振分光器設在所述光纖頭出射端，所述法拉第旋光器置于所述偏振分光器后的光路中；且所述法拉第旋光器置于所述透鏡前或所述法拉第旋光器置于所述透鏡后。

所述法拉第旋轉鏡，其特征在于，所述光纖頭出射的光未被所述透鏡準直之前，就被偏振分光器分成兩束偏振方向垂直的光。

所述法拉第旋轉鏡，其特征在于，所述偏振分光器是雙折射晶體、偏振分光棱鏡、屋拉斯頓棱鏡、洛匈棱鏡、尼科爾棱鏡或諾馬斯基棱鏡。

所述法拉第旋轉鏡，其特征在于，所述偏振分光器分成兩束光的返回到偏振分光器，其偏振方向經所述法拉第旋光器旋轉90度。

所述法拉第旋轉鏡，其特征在于，所述反射器是平面反射鏡或鍍的反射膜；所述反膜是鍍在所述透鏡的一個面上或所述法拉第旋光器的一個面上。

所述法拉第旋轉鏡，光從所述光纖頭輸入依次經過所述偏振分光器，透鏡，法拉第旋光器、反射器；再由反射器返回經過所述法拉第旋光器、透鏡、偏振分光器、由所述光纖頭輸出。

所述法拉第旋轉鏡，光從所述光纖頭輸入依次經過所述偏振分光器，法拉第旋光器、透鏡、反射器；再由反射器返回經過所述透鏡、法拉第旋光器、偏振分光器、由所述光纖頭輸出。

上述法拉第旋轉鏡至少具有下優點：

(1)上述光纖頭出射光斑非常小，偏振分光器的通光面積要求也非常小，且本發明不需要偏振分光器把分開的兩束偏振方向垂直的光完全分離，偏振分光器厚也不需要太厚，理論上偏振分光器可以較小、薄；光纖出射光斑非常小，同樣法拉第旋光器的通光面積要求也非常小；大大節省材料成本。

(2)由于光學元件較小，裝配成品體積較小。

(3)元器件少，結構簡單，穩定性高。

【附圖說明】

圖1為常規法拉第旋轉鏡示意圖；

圖2為改善型法拉第旋轉鏡結構示意圖；

圖3為本發明的法拉第旋轉鏡第1實施例結構示意圖；

圖4為本發明的法拉第旋轉鏡第2實施例結構示意圖；

圖5為本發明的法拉第旋轉鏡第3實施例結構示意圖；

【具體實施方式】