[發明專利]光分束器及包含相同光分束器的光學設備

在審

• 申請號: 201711479294.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109100872A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 杜春雷;夏良平
• 申請（專利權）人: 珠海邁時光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/12
• 分類號: G02B27/12;G02B27/10
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明提供的光分束器，包括若干個光分束單元，每個所述光分束單元由若干個不同方向的光學折射面組成，每個所述光學折射面滿足下述關系：每個光學折射面將入射的平行光折射向不同的方向，形成分束，分束角度α滿足如下關系：sinθo＝n sinθi，α＝θo?θi其中，n為構成所述光學折射面的材料折射率，θi為所述光學折射面與入射光垂直平面的夾角，θo為光線經過所述光學折射面后的折射角，本發明提供的光分束器，其分束角度僅由折射面的傾斜角度和材料折射率有關，而與其特征尺寸無關，因此更容易實現大角度分束。

技術領域

本發明涉及一種光學器件，尤其涉及一種光分束器及包含相同光分束器的光學設備。

背景技術

光分束器是光通訊、光整形和光探測等光學應用中大量使用的器件之一，其分束角度、分束后目標面上的光斑均勻度以及色散特性均是決定器件性能的關鍵指標。

目前常用的光分束器采用衍射光學結構構成，利用光柵衍射的原理，對光柵進行二維像素化，然后通過像素的排列組合，使激光經過光柵衍射結構后形成編碼的相位分布，由于入射激光強烈的相干性，其編碼后的相位分布將產生干涉，并在光束傳遞至遠場后形成特定的分光結果。

然而，這一分束結構的中央零級光強對光柵結構的深度非常敏感，光柵深度稍有誤差均會產生很強的零級光，導致分束不均；其次，其像素化后的特征尺寸與其分束角度密切相關，像素化的特征尺寸越小，分束角度越大，但過小的特征尺寸在器件加工上非常困難；此外，衍射結構對入射光波長非常敏感，是一種強色散結構，不同波長入射后，其光分束角度差異很大。

因此，這一類器件在應用中受到很大限制。

發明內容

有鑒如此，有必要提供一種光分束器，旨在解決現有技術中提供的光分束器的應用限制。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案:

一方面，本發明提供的光分束器，所述光分束器包括若干個光分束單元，每個所述光分束單元由若干個不同方向的光學折射面組成，每個所述光學折射面滿足下述關系：

每個光學折射面將入射的平行光折射向不同的方向，形成分束光束，所述分束光束的分束角度α滿足如下關系：

sinθo＝n sinθi

α＝θo-θi

其中，n為構成所述光學折射面的材料折射率，θi為所述光學折射面與入射光垂直平面的夾角，θo為光線經過所述光學折射面后的折射角。。

在一些較佳實施例中，每個所述光學折射面將入射的平行光折射向不同的方向后形成分束光束入射至目標面上的光束光斑的能量大小與所述光束光斑對應折射面在與所述入射光垂直平面的投影面積呈正比。在一些較佳實施例中，所述光分束器的材料為光學塑料或光學玻璃。

在一些較佳實施例中，每個所述光分束單元的橫向尺寸小于入射光束光斑大小，以使所述入射光束至少完全覆蓋所述光分束單元。

在一些較佳實施例中，每個所述光分束單元呈周期性陣列排布。

在一些較佳實施例中，經所述光分束器分束后的光束在目標面上可形成規則的分束排布。

在一些較佳實施例中，經所述光分束器分束后的光束在目標面上可形成隨機的分束排布。

另一方面，本發明還提了一種包含所述的光分束器的光學設備。

本發明采用上述技術方案，能夠實現下述有益效果：

本發明提供的光分束器，包括若干個光分束單元，每個所述光分束單元由若干個不同方向的光學折射面組成，每個所述光學折射面滿足下述關系：每個光學折射面將入射的平行光折射向不同的方向，形成分束，分束角度α滿足如下關系：