[發明專利]一種調節非對稱傳輸信號的光學偏振器及其調節方法

在審

• 申請號: 201810404999.4
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108445572A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 趙文靜
• 申請（專利權）人: 西安柯萊特信息科技有限公司
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種光學器件，具體涉及一種調節非對稱傳輸信號的光學偏振器及其調節方法。該結構包括一基底層和一平面結構，平面結構由多個結構相同的周期單元按矩形周期陣列連接構成。每個周期單元中包括有一矩形環，矩形環環內還包括有一連接棒，連接棒一端連接于矩形環一條邊的中點，另一端連接于對邊中點，矩形環其中一對鄰邊分別設有一開口，開口分別位于連接棒兩側，每個開口設有一金屬塊，金屬塊與開口幾何尺寸一致，周期單元均由貴金屬制成，金屬塊由金屬Mg制成。本申請實施例光學偏振器可以通過改變金屬塊材料性質達到調節偏振光的極化轉換模式及轉換非對稱傳輸特性符號的目的，操作簡單方便，為光學偏振器的設計提供了一種新的思路。

技術領域

本發明屬于光學器件技術領域，具體涉及一種調節非對稱傳輸信號的光學偏振器及其調節方法。

背景技術

非對稱傳輸（Asymmetric Transmission，AT）是指傳輸系統對沿不同傳輸方向入射的電磁波表現出不同的轉化性能。如圖1（a）所示，對于一個極化轉換非對稱傳輸系統A來說，從系統A正面入射的左旋光（left circularly polarized， LCP）經過系統A后，接收到的右旋光（right circularly polarized， RCP）的透射率為，從系統A背面入射的左旋光經過系統A后接收到的右旋光的透射率為。其中箭頭方向表示從傳輸系統的正面或背面入射，下標“-”表示入射光為左旋光，“+”表示出射光為右旋光。一個偏振態光的總透射率為：

，

則對于系統A極化轉換的非對稱傳輸可以表示為：

又通過洛倫茲變化：

，=得到：

上述表達式表明沿圓偏振光入射-z方向激發的非對稱傳輸的值和在+z方向激發的非對稱傳輸的值相反。為了清楚和明確的表述，在本發明中我們規定圓偏振光沿-z方向入射。

其表示的物理意義如圖1（b）所示，從正面入射到系統A的左旋光，經過系統A后轉換為的右旋光，與從正面入射到系統A的右旋光，經過系統A后轉換為的左旋的轉換率是不同的。對于從背面入射時非對稱傳輸的值是相同的。

傳統實現非對稱傳輸的系統通常利用的是互易材料或器件制成的，電磁波同樣具有互易性，即電磁波的傳播路徑的可逆性。對于非對稱傳輸來說，其包括很多內容，如透射強度、旋光度、以及極化轉換等。而大多數可以實現極化轉換的非對稱傳輸光學系統都為多層結構，大多利用層與層之間的耦合作用來實現對于不同偏振的電磁波進行轉化。對于這些雙層或多層結構每一層來說，他們并不具備手性，但由于層與層之間存在旋轉角，使得整個結構具備了手性。對于這種多層的手性結構一般都具備良好的非對稱傳輸特性，但是由于其結構復雜，在實驗中一般都難以制備，實際生產制造難度更大。

單層手性結構也具備極化轉換的非對稱傳輸特性，并且制備方法相對于雙層和多層結構都比較容易。對于平面手性結構，大多數只將重心放在了解釋造成對于不同極化轉換率時，電荷或電流的不同分布，而對于不同的極化轉化模式的調控并沒有進行細致的研究。一種特定的結構只能實現或者產生某一特定的模式，對于左右旋兩種偏振光的極化轉換的相對大小的調節幾乎沒有影響，無法實現在一定程度上的轉化和調節，通常要改變其極化轉換模式或者非對稱傳輸信號的符號就需要改變該結構的幾何參數，重新設計和制作新的結構，制作周期長，勞動成本高。

發明內容

為了解決現有技術中存在的偏振光的極化轉換模式及非對稱傳輸信號的符號無法調節的問題，本發明提供了一種調節非對稱傳輸信號的光學偏振器及其調節方法，該偏振器通過吸氫或者脫氫作用實現對金屬塊材料性質的轉化，從而實現極化轉化模式和非對稱傳輸符號的調節。制備和調節方法簡單方便，易于操作。

本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：