[发明专利]偏振分束器及其制备方法、偏振分束方法

说明书

一种偏振分束器及其制备方法、偏振分束方法，该偏振分束器包括：两个相同的道威棱镜，呈底面相对且相对称设置；以及多层光学薄膜，镀设于两个道威棱镜之间，其为按照高、低折射率交错形式堆叠而成；其中，平行于道威棱镜光轴方向入射至一道威棱镜的入射光，经道威棱镜传输后能够在多层光学薄膜的分界面处产生受抑内全反射和薄膜干涉以实现偏振分光，分别从两个道威棱镜平行输出s、p分量出射光。本发明实现了紫外到近红外波段整个波段的高偏振消光比，具有输入、输出对称的优点，可应用于偏振光纤器件。

技术领域

本发明属于基础光学元件技术领域，尤其涉及一种偏振分束器及其制备方法、偏振分束方法，对从紫外到近红外波段的宽波段可行，且具有高偏振消光比。

背景技术

偏振器和偏振分束器都是广泛使用在光学仪器，激光器，电光显示器，光学记录仪等中的光学元件。在偏振器中仅传输和使用反射光，而在偏振分束器(PBS)中透射光和反射光同样重要。原则上，任何物理和化学上的对非偏振光的正交分量产生的不同影响，都可以用作PBS的构造。现存利用布鲁斯特(Brewster)角效应、双折射效应、薄膜干涉、光吸收等等现象单独或联合使用构造出各种形式的偏振分束器。国内外主要使用的有以下几种，分别列出了其特点和缺点：1.双折射(Birefringent)偏振分束器，基于双折射和全反射，具有很好的性能，带宽从紫外到近红外，对反射光和透射光的消光比都很高，缺点是价格比较昂贵，且受到尺寸的限制；2.线栅(Wire grid)偏振分束器，基于衍射，带宽从红外到远红外，透射光和反射光的消光比不高，最大的缺点是只能对红外区可行；3.薄膜偏振分束器(Thinfilm plate-cube)，基于薄膜干涉，缺点是带宽很窄。因此，对于理想PBS带宽宽，视角大，对反射光、折射光都有高消光比的要求，只有基于双折射的偏振分束器符合较好，可是其价格昂贵，受尺寸限制。因此目前仍存在对高性能PBS的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种偏振分束器及其制备方法、偏振分束方法，以期至少解决上述技术问题中的至少之一。

作为本发明的一个方面，提供了一种偏振分束器，包括：

两个相同的道威棱镜，呈底面相对且相对称设置；以及

多层光学薄膜，镀设于所述两个道威棱镜之间，其为按照高、低折射率交错形式堆叠而成；

其中，平行于道威棱镜光轴方向入射至一道威棱镜的入射光，经所述道威棱镜传输后能够在所述多层光学薄膜的分界面处产生受抑内全反射和薄膜干涉以实现偏振分光，分别从两个道威棱镜平行输出s、p分量出射光。

作为本发明的另一个方面，提供了一种如上所述的偏振分束器的制备方法，包括以下步骤：

将多层光学薄膜划分为两部分，分别镀于两个道威棱镜的底面上；

将两个镀膜的道威棱镜底面相对，通过胶合或键合工艺组装成所述偏振分束器。

作为本发明的再一个方面，提供了一种利用如上所述的偏振分束器的偏振分束方法，包括以下步骤：

使光束平行于一道威棱镜的光轴方向，自所述道威棱镜的入射面入射，所述光束经所述道威棱镜传输至多层光学薄膜处，在所述多层光学薄膜的分界面处产生受抑内全反射和薄膜干涉，使得p分量被反射而自所述道威棱镜的出射面出射，s分量被透射而自另一道威棱镜的出射面出射，分别获得平行于所述光轴方向的p分量和s分量出射光。

作为本发明的又一个方面，提供了一种偏振光纤器件，包括：

如上所述的偏振分束器；

多个光纤准直器，分别耦合至所述偏振分束器的输入端和输出端。

基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：