[發明專利]一種測量納米光纖中光偏振的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810081754.2
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108332857B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 張鵬飛;李剛;張天才
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種測量納米光纖中光偏振的裝置，其特征在于：包括測試激光器（1）、半波片（2）、光纖偏振控制器（5）、光纖探針（8）和光電探測器（9），測試激光器（1）輸出的激光（3）依次經過半波片（2）、第一普通光纖（4）、光纖偏振控制器（5）和第一錐形光纖（6）后進入納米光纖（7），所述光纖探針（8）通過第二普通光纖（13）與光電探測器（9）相連，光纖探針（8）的尖端（10）與納米光纖（7）的表面接觸，納米光纖（7）表面傳輸的倏逝場激光耦合進入光纖探針（8），第一普通光纖（4）、第一錐形光纖（6）和納米光纖（7）為一體成型;

其中，光纖探針（8）的制作方法包括以下步驟：

將裸光纖的兩端分別固定在兩個平移臺（16）上，裸光纖的中心位置放置在CO₂激光光束聚焦的焦點處；

開啟CO₂激光器（17），利用激光加熱裸光纖并使用平移臺（16）向兩側拉伸裸光纖；

關閉CO₂激光器（17），利用光纖切割刀將拉細后的裸光纖的中部切斷；

開啟CO₂激光器（17），將激光聚焦至裸光纖的斷面處，使之熔融，由光纖材料自身的張力形成尖端為半球形的光纖探針（8）。

2.根據權利要求1所述的一種測量納米光纖中光偏振的裝置,其特征在于:所述光纖探針（8）的尖端（10）為半球形，尖端（10）的后端連接有一段圓柱形光纖（11），圓柱形光纖（11）的后端連接有第二錐形光纖（12），第二錐形光纖（12）的直徑逐步變粗為第二普通光纖（13）的直徑。

3.根據權利要求1或2所述的一種測量納米光纖中光偏振的裝置, 其特征在于：所述光纖探針（8）的尖端（10）的半球直徑為52微米。

4.一種測量納米光纖中光偏振的方法，基于權1-3任一項所述的一種測量納米光纖中光偏振的裝置完成，包括以下步驟：

將光纖探針（8）的半球形尖端（10）接觸納米光纖（7）的表面；

連接納米光纖（7）和光纖偏振控制器（5）；

連接所述光纖探針（8）的輸出端與光電探測器（9）的輸入端，連接光電探測器（9）的輸出端與示波器（14）的信號輸入端；

開啟測試激光器（1），使激光通過半波片（2），耦合進入與納米光纖（7）連接的普通光纖，通過光纖偏振控制器（5）的偏振控制后進入納米光纖（7），納米光纖（7）表面傳輸的倏逝場激光耦合進入光纖探針（8）；

旋轉半波片（2），記錄旋轉角度θ，使用示波器（14）觀測與光纖探針（8）連接的光電探測器（9）的電壓信號；

更改光纖偏振控制器（5）觀測電壓信號以獲得最大對比度；

調節光纖偏振控制器（5）在位相延遲條件Δφ=0、π/2或π/4，并且半波片（2）旋轉角度θ為0或π時，電壓信號達到最大，測得納米光纖（7）中光為水平線偏振狀態；調節光纖偏振控制器（5）在位相延遲條件Δφ=0、π/2或π/4，并且半波片（2）旋轉角度θ為π/2時，電壓信號達到最最小，測得納米光纖（7）中光為垂直線偏振狀態。