[實用新型]一種空間雙相全光開關裝置

有效

• 申請號: 202020370970.1
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN212112073U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 付詩雯;楊德新;韓靜;程雪梅;任兆玉
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/01;G01J1/42
• 代理公司: 東莞市科安知識產權代理事務所(普通合伙) 44284
• 代理人: 曾毓芳

1.一種空間雙相全光開關裝置，其特征在于，包括：第一激光器(1)、第一半波片(2)、第一偏振分光立方體(3)、斬波器(4)、第二偏振分光立方體(5)、第二半波片(6)、聚焦透鏡(7)、第三偏振分光立方體(8)、石墨烯非線性光學單元(9)、第一反射鏡(10)、第三半波片(11)、第二反射鏡(12)和第四偏振分光立方體(13)；其中第一激光器(1)、第一半波片(2)、第一偏振分光立方體(3)、斬波器(4)、第二偏振分光立方體(5)、第二半波片(6)、聚焦透鏡(7)、第三偏振分光立方體(8)、石墨烯非線性光學單元(9)和第四偏振分光立方體(13)位于同一直線光路上，其中第一反射鏡(10)、第三半波片(11)和第二反射鏡(12)位于另一平行直線光路上；且其中由第一激光器(1)和第一半波片(2)組成激光輸入單元，由第一偏振分光立方體(3)、斬波器(4)、第二偏振分光立方體(5)、第二半波片(6)、聚焦透鏡(7)和第三偏振分光立方體(8)組成泵浦光路單元，用于產生沿第一方向傳輸的泵浦激光束；由第一偏振分光立方體(3)、第一反射鏡(10)、第三半波片(11)、第二反射鏡(12)和第四偏振分光立方體(13)組成探測光路單元，用于產生與第一方向反向共線傳輸的探測激光束；所述石墨烯非線性光學單元(9)位于所述第三偏振分光立方體(8)和第四偏振分光立方體(13)之間。

2.根據權利要求1所述的空間雙相全光開關裝置，其特征在于，所述探測激光束和泵浦激光束以共線反向傳輸方式共同入射至石墨烯非線性光學單元(9)中，并在其中經非線性作用而產生同相與異相光開關調制信號，且所產生的光開關調制信號經第三偏振分光立方體(8)反射輸出。

3.根據權利要求1所述的空間雙相全光開關裝置，其特征在于，其中所述石墨烯非線性光學單元(9)為裝有石墨烯乙醇分散液的比色皿，石墨烯在乙醇中的分散濃度為10-20ug/mL，石墨烯層數為1-30層，比色皿中石墨烯乙醇分散液的用量為1-10ml。

4.根據權利要求1所述的空間雙相全光開關裝置，其特征在于，其中所述第一偏振分光立方體(3)、第二偏振分光立方體(5)、第三偏振分光立方體(8)和第四偏振分光立方體(13)透射具有水平偏振態的激光束、并反射具有豎直偏振態的激光束；入射到石墨烯非線性光學單元(9)中的泵浦激光束具有水平偏振態，入射到石墨烯非線性光學單元(9)中的探測激光束具有豎直偏振態；所述第一半波片(2)、第二半波片(6)和第三半波片(11)能夠對偏振光的偏振方向進行旋轉調節；通過第一半波片(2)和第一偏振分光立方體(3)調節泵浦激光束和探測激光束的分束比例，通過第二半波片(6)和第三偏振分光立方體(8)調節入射到石墨烯非線性光學單元(9)中的泵浦激光束的功率，通過第三半波片(11)和第四偏振分光立方體(13)調節入射到石墨烯非線性光學單元(9)中的探測激光束的功率。

5.根據權利要求1-4任一項所述的空間雙相全光開關裝置，其特征在于，其中所述激光輸入單元中，所述第一激光器為連續可調諧的環形鈦寶石激光器，輸出激光束為線偏振態的高斯激光束，輸出激光波長調諧范圍為780nm-990nm，并處于石墨烯非線性光學單元的吸收波長處，輸出激光功率小于200mw，輸出激光光束光斑半徑小于1mm。

6.根據權利要求1-4任一項所述的空間雙相全光開關裝置，其特征在于，其中所述探測光路單元中，由第一偏振分光立方體(3)、第一反射鏡(10)、第三半波片(11)、第二反射鏡(12)和第四偏振分光立方體(13)組成U型探測光路，其中所述第一反射鏡(10)設置于第一偏振分光立方體(3)的反射輸出端，并將第一偏振分光立方體(3)反射輸出的探測激光束垂直反射至第二反射鏡(12)，所述第二反射鏡(12)將第一反射鏡(10)反射的探測激光束垂直反射至第四偏振分光立方體(13)的光束入射端，所述第三半波片(11)設置于第一反射鏡(10)和第二反射鏡(12)之間。