[發明專利]一種基于單偏振調制器件的厄米-高斯模式分束器

在審

• 申請號: 202011264449.0
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112505935A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張沛;劉青;賈俊亮
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種基于單偏振調制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，包括單偏振相位轉換器和共路徑偏振干涉系統兩部分；

單偏振相位轉換器由兩個單偏振柱狀透鏡組成，其對兩種正交偏振態的其中一種有柱狀透鏡的相位調制作用，對另一種沒有任何作用，根據透鏡曲面所處的狀態，分為水平和豎直兩種擺放方式；兩個單偏振柱狀透鏡平面相對，共軸放置，兩者之間的距離d滿足d＝2sin(θ/2)f，其中，θ為該相位轉換器在兩種偏振成分之間引入的相位值，取值范圍為[0,π]，f為單偏振柱狀透鏡的焦距；

共路徑偏振干涉系統是利用水平與垂直偏振或者左旋圓偏振與右旋圓偏振兩種正交偏振基底來代替傳統干涉儀的兩條路徑，在出口用偏振投影代替固有的路徑合束，搭建成一個緊湊的、魯棒的干涉儀。

2.根據權利要求1所述的一種基于單偏振調制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，兩種正交偏振態為水平偏振和豎直偏振。

3.根據權利要求1所述的一種基于單偏振調制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，兩種正交偏振態為左旋圓偏振和右旋圓偏振。

4.根據權利要求1所述的一種基于單偏振調制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，HG模式分束器的基本原理為：使入射的HG光包含兩種正交的偏振基底，其中一種偏振成分經過相位轉換器進行調制，而另一種不經過相位轉換器，在共路徑偏振干涉系統的出口處重新合并在一起成為新的偏振態；當相位轉換器為水平擺放方式時，水平模式參數m值不同的HG模式經過后將引入的相位值大小為(m+1/2)θ，即實現在兩種偏振成分之間引入與水平參數m相關的相位差；當θ＝π時，調節兩種偏振成分之間的幾何相位差，使得模式參數m為偶數或奇數的HG模式，兩種偏振之間總相位差分別變為π或2π，最終被分離到不同的通道，達到將不同水平參數m值的厄米-高斯模式分束的效果；對應的，相位轉換器改為豎直擺放方式時，實現將不同豎直參數n值的HG模式的區分。

5.根據權利要求4所述的一種基于單偏振調制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，通過改變相位轉換器所引入的相位值及兩個柱狀透鏡的擺放方式，使得兩種偏振成分之間相對應的產生與厄米-高斯模式水平參數m或豎直參數n直接相關的不同的相位差，接著借助共路徑偏振干涉系統使得輸入的模式最終在不同的通道出現，從而實現對HG模式的區分的目的。

6.根據權利要求5所述的一種基于單偏振調制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，在需要區分的兩個模式之間引入一個大小為π相對相位差Δθ，那么基于共路徑偏振干涉系統，將其分離到不同的出口，其中

Δθ＝(m₂+1/2)θ-(m₁+1/2)θ＝Δm·θ。