[发明专利]一种基于单偏振调制器件的厄米-高斯模式分束器

权利要求书

1.一种基于单偏振调制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，包括单偏振相位转换器和共路径偏振干涉系统两部分；

单偏振相位转换器由两个单偏振柱状透镜组成，其对两种正交偏振态的其中一种有柱状透镜的相位调制作用，对另一种没有任何作用，根据透镜曲面所处的状态，分为水平和竖直两种摆放方式；两个单偏振柱状透镜平面相对，共轴放置，两者之间的距离d满足d＝2sin(θ/2)f，其中，θ为该相位转换器在两种偏振成分之间引入的相位值，取值范围为[0,π]，f为单偏振柱状透镜的焦距；

共路径偏振干涉系统是利用水平与垂直偏振或者左旋圆偏振与右旋圆偏振两种正交偏振基底来代替传统干涉仪的两条路径，在出口用偏振投影代替固有的路径合束，搭建成一个紧凑的、鲁棒的干涉仪。

2.根据权利要求1所述的一种基于单偏振调制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，两种正交偏振态为水平偏振和竖直偏振。

3.根据权利要求1所述的一种基于单偏振调制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，两种正交偏振态为左旋圆偏振和右旋圆偏振。

4.根据权利要求1所述的一种基于单偏振调制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，HG模式分束器的基本原理为：使入射的HG光包含两种正交的偏振基底，其中一种偏振成分经过相位转换器进行调制，而另一种不经过相位转换器，在共路径偏振干涉系统的出口处重新合并在一起成为新的偏振态；当相位转换器为水平摆放方式时，水平模式参数m值不同的HG模式经过后将引入的相位值大小为(m+1/2)θ，即实现在两种偏振成分之间引入与水平参数m相关的相位差；当θ＝π时，调节两种偏振成分之间的几何相位差，使得模式参数m为偶数或奇数的HG模式，两种偏振之间总相位差分别变为π或2π，最终被分离到不同的通道，达到将不同水平参数m值的厄米-高斯模式分束的效果；对应的，相位转换器改为竖直摆放方式时，实现将不同竖直参数n值的HG模式的区分。

5.根据权利要求4所述的一种基于单偏振调制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，通过改变相位转换器所引入的相位值及两个柱状透镜的摆放方式，使得两种偏振成分之间相对应的产生与厄米-高斯模式水平参数m或竖直参数n直接相关的不同的相位差，接着借助共路径偏振干涉系统使得输入的模式最终在不同的通道出现，从而实现对HG模式的区分的目的。

6.根据权利要求5所述的一种基于单偏振调制器件的厄米-高斯模式分束器，其特征在于，在需要区分的两个模式之间引入一个大小为π相对相位差Δθ，那么基于共路径偏振干涉系统，将其分离到不同的出口，其中

Δθ＝(m₂+1/2)θ-(m₁+1/2)θ＝Δm·θ。