一種偏振分束合束器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光纖通信及光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種偏振分束合束器，包括第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器、第一渥拉斯頓棱鏡、第三正透鏡、波片組、第四正透鏡、第二渥拉斯頓棱鏡、第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器，本發(fā)明提供的高消光比的偏振分束合束器，能將輸入任何端口的任何偏振態(tài)的光分成兩束線偏振光并輸出或反之，其附加損耗小，幾乎沒有吸收損耗，消光比很高，體積小易于集成，環(huán)境穩(wěn)定性高，在性能上有很大的優(yōu)越性，材料容易獲得，經(jīng)濟(jì)性高，廣泛應(yīng)用于光纖傳感光纖通信、激光設(shè)備、科學(xué)研究等領(lǐng)域。
【專利說明】一種偏振分束合束器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖通信及光纖傳感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種偏振分束合束器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代光纖通信、光纖傳感領(lǐng)域，偏振分束合束器是一種重要的偏振元器件。現(xiàn)有 偏振光分束合束技術(shù)主要包括三種：一、基于烙融拉錐的偏振光分束合束技術(shù)，雖然這種技 術(shù)具有體積小、全光纖的特點(diǎn)，但成品率較低、工作帶寬窄、消光比比較低、損耗大、對溫度 也較敏感，從而限制了在高端應(yīng)用上的使用；二、基于納米光柵薄片的分偏振技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是 體積較小、帶寬足夠，但缺點(diǎn)也很明顯，就是后續(xù)生產(chǎn)調(diào)試裝配工藝難度高、成品率低、消光 比在反射通道上不能令人滿意、一致性不高、各光路損耗差異大等，更主要的是，該技術(shù)的 核心部件，分偏振納米光柵薄片，僅有的生產(chǎn)廠商繼續(xù)生產(chǎn)的積極性不高，目前已經(jīng)沒有提 供，直接阻礙了該技術(shù)方案的進(jìn)一步發(fā)展；三、基于傳統(tǒng)偏振分光塊狀棱鏡的耦合技術(shù)，該 方案優(yōu)點(diǎn)是調(diào)試直接、損耗較小、消光比較高，但成本很高、一致性較低、體積大、調(diào)試過程 長、環(huán)境穩(wěn)定性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種偏振分束合束器，克服了 現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種偏振分束合束器，包括第一雙纖保偏光纖準(zhǔn) 直器、第一渥拉斯頓棱鏡、第三正透鏡、波片組、第四正透鏡、第二渥拉斯頓棱鏡、第二雙纖 保偏光纖準(zhǔn)直器，所述的第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由第一保偏光纖、第二保偏光纖、第一雙 纖毛細(xì)管、第一固定圓管、第一正透鏡組成，所述的第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由第二正透 鏡、第二雙纖毛細(xì)管、第三保偏光纖、第二固定圓管、第四保偏光纖組成。
[0005] 進(jìn)一步地，所述第一保偏光纖和第二保偏光纖設(shè)置在第一雙纖毛細(xì)管的左側(cè)并穿 入第一雙纖毛細(xì)管的內(nèi)部，所述第一正透鏡設(shè)置在第一雙纖毛細(xì)管的右側(cè)，所述第一固定 圓管套在第一雙纖毛細(xì)管及第一正透鏡的外部并固定，所述第一保偏光纖、第二保偏光纖 的快軸或慢軸互相垂直，且第一保偏光纖、第二保偏光纖的纖芯連線與它們自身的快軸或 慢軸平行或垂直，所述第一保偏光纖及第二保偏光纖的端面位于第一正透鏡的后焦面上， 所述第一保偏光纖、第二保偏光纖、第一雙纖毛細(xì)管、第一正透鏡、第一固定圓管組成了第 一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器，且第一保偏光纖或第二保偏光纖單獨(dú)或同時(shí)被單模或多模光纖替 換。
[0006] 進(jìn)一步地，所述第三保偏光纖和第四保偏光纖設(shè)置在第二雙纖毛細(xì)管的右側(cè)并穿 入第二雙纖毛細(xì)管的內(nèi)部，所述第二正透鏡設(shè)置在第二雙纖毛細(xì)管的左側(cè)，所述第二固定 圓管套在第二雙纖毛細(xì)管及第二正透鏡的外部并固定，所述第三保偏光纖、第四保偏光纖 的快軸或慢軸互相垂直，且第三保偏光纖、第四保偏光纖的纖芯連線與它們自身的快軸或 慢軸平行或垂直，所述第三保偏光纖及第四保偏光纖的端面位于第二正透鏡的后焦面上， 所述第三保偏光纖、第四保偏光纖、第二雙纖毛細(xì)管、第二正透鏡、第二固定圓管組成了第 二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器，且第三保偏光纖或第四保偏光纖單獨(dú)或同時(shí)被單?；蚨嗄９饫w替 換。
[0007] 進(jìn)一步地，所述第一渥拉斯頓棱鏡位于所述第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器右側(cè)，所述 第三正透鏡位于第一渥拉斯頓棱鏡右側(cè)，所述波片組位于第三正透鏡與第四正透鏡之間， 所述第二渥拉斯頓棱鏡位于第四正透鏡與所述第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器之間。
[0008] 進(jìn)一步地，所述第一保偏光纖、第二保偏光纖包含一個(gè)研磨拋光的端面，且拋光的 端面鍍有增透膜，所述第一保偏光纖、第二保偏光纖與第一雙纖毛細(xì)管用膠粘劑固定，同樣 的，所述的第三保偏光纖和第四保偏光纖包含一個(gè)研磨拋光的端面，且拋光的端面鍍有增 透膜，所述第三保偏光纖和第四保偏光纖分別與第二雙纖毛細(xì)管用膠粘劑固定。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的第一雙纖毛細(xì)管和第一正透鏡固定在內(nèi)徑與第一雙纖毛細(xì)管和 第一正透鏡的外徑相匹配的第一固定圓管的內(nèi)部，同樣的，所述的第二雙纖毛細(xì)管和第二 正透鏡固定在內(nèi)徑與第二雙纖毛細(xì)管和第二正透鏡的外徑相匹配的第二固定圓管的內(nèi)部。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的第一渥拉斯頓棱鏡由兩片光軸互相垂直、且與光軸入射光方向 垂直的單軸雙折射晶體光楔組成，所述第一渥拉斯頓棱鏡中心點(diǎn)與第一正透鏡前焦點(diǎn)重 合，且其楔角方向與第一保偏光纖、第二保偏光纖的纖芯連線平行，所述第一渥拉斯頓棱鏡 能將一束入射光分成兩束偏振面互相正交的線偏振光，這兩束線偏振光之間有夾角，且夾 角等于第一保偏光纖與第二保偏光纖的纖芯距除以第一正透鏡的焦距，單位為弧度。
[0011] 進(jìn)一步地，所述波片組由兩片沿第一沃拉斯頓棱鏡楔角方向依次放置的半波片組 成，兩半波片之間有一定的間隔，且兩半波片的光軸互相平行。
[0012] 進(jìn)一步地，所述第三正透鏡與第四正透鏡焦距相等或接近，兩者后焦點(diǎn)重疊放置。
[0013] 進(jìn)一步地，所述的第二渥拉斯頓棱鏡由兩片光軸互相垂直、與光軸入射光方向垂 直的單軸雙折射晶體光楔組成，所述第二渥拉斯頓棱鏡與所述第一沃拉斯頓棱鏡的楔角方 向平行或反平行放置，所述第二渥拉斯頓棱鏡中心點(diǎn)與第二正透鏡前焦點(diǎn)重合，且其楔角 方向與第三保偏光纖、第四保偏光纖的纖芯連線平行，所述第二渥拉斯頓棱鏡將一束入射 光分成兩束偏振面互相正交的線偏振光，這兩束線偏振光之間有夾角，夾角等于第三保偏 光纖與第四保偏光纖的纖芯距除以第二正透鏡的焦距，單位為弧度。
[0014] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的高消光比的偏振分束合 束器，能將輸入任何端口的任何偏振態(tài)的光成兩束線偏振光并輸出或反之，其附加損耗小， 幾乎沒有吸收損耗，消光比很高，體積小易于集成，環(huán)境穩(wěn)定性高，在性能上有很大的優(yōu)越 性，材料容易獲得，經(jīng)濟(jì)性高，廣泛應(yīng)用于光纖傳感光纖通信、激光設(shè)備、科學(xué)研究等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明一種偏振分束合束器的結(jié)構(gòu)不意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0017] 如圖1所示，本發(fā)明涉及一種偏振分束合束器，包括第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器、第 一渥拉斯頓棱鏡5、第三正透鏡6、波片組、第四正透鏡8、第二渥拉斯頓棱鏡9、第二雙纖保 偏光纖準(zhǔn)直器，所述的第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由第一保偏光纖1、第二保偏光纖2、第一 雙纖毛細(xì)管3、第一固定圓管14、第一正透鏡4組成，所述的第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由第 二正透鏡10、第二雙纖毛細(xì)管11、第三保偏光纖12、第二固定圓管17、第四保偏光纖13組 成，所述第一保偏光纖1和第二保偏光纖2設(shè)置在第一雙纖毛細(xì)管3的左側(cè)并穿入第一雙 纖毛細(xì)管3的內(nèi)部，所述第一正透鏡4設(shè)置在第一雙纖毛細(xì)管3的右側(cè)，所述第一固定圓 管14套在第一雙纖毛細(xì)管3及第一正透鏡4的外部并固定，所述第一保偏光纖1、第二保 偏光纖2的快軸或慢軸互相垂直，且第一保偏光纖1、第二保偏光纖2的纖芯連線與它們自 身的快軸或慢軸平行或垂直，所述第一保偏光纖1及第二保偏光纖2的端面位于第一正透 鏡4的后焦面上，所述第一保偏光纖1、第二保偏光纖2、第一雙纖毛細(xì)管3、第一正透鏡4、 第一固定圓管14組成了第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器，且第一保偏光纖1或第二保偏光纖2單 獨(dú)或同時(shí)被單?；蚨嗄９饫w替換，所述第三保偏光纖12和第四保偏光纖13設(shè)置在第二雙 纖毛細(xì)管11的右側(cè)并穿入第二雙纖毛細(xì)管11的內(nèi)部，所述第二正透鏡10設(shè)置在第二雙纖 毛細(xì)管11的左側(cè)，所述第二固定圓管17套在第二雙纖毛細(xì)管11及第二正透鏡10的外部 并固定，所述第三保偏光纖12、第四保偏光纖13的快軸或慢軸互相垂直，且第三保偏光纖 12、第四保偏光纖13的纖芯連線與它們自身的快軸或慢軸平行或垂直，所述第三保偏光纖 12及第四保偏光纖13的端面位于第二正透鏡10的后焦面上，所述第三保偏光纖12、第四 保偏光纖13、第二雙纖毛細(xì)管11、第二正透鏡10、第二固定圓管17組成了第二雙纖保偏光 纖準(zhǔn)直器，且第三保偏光纖12或第四保偏光纖13單獨(dú)或同時(shí)被單?；蚨嗄９饫w替換，所述 第一渥拉斯頓棱5鏡位于所述第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器右側(cè)，所述第三正透鏡6位于第一 渥拉斯頓棱鏡5右側(cè)，所述波片組位于第三正透鏡6與第四正透鏡8之間，所述第二渥拉斯 頓棱鏡9位于第四正透鏡8與所述第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器之間，所述第一保偏光纖1、第 二保偏光纖2包含一個(gè)研磨拋光的端面，且拋光的端面鍍有增透膜，所述第一保偏光纖1、 第二保偏光纖2與第一雙纖毛細(xì)管3用膠粘劑固定，同樣的，所述的第三保偏光纖12和第 四保偏光纖13包含一個(gè)研磨拋光的端面，且拋光的端面鍍有增透膜，所述第三保偏光纖12 和第四保偏光纖13分別與第二雙纖毛細(xì)管11用膠粘劑固定，所述的第一雙纖毛細(xì)管3和 第一正透鏡4固定在內(nèi)徑與第一雙纖毛細(xì)管3和第一正透鏡4的外徑相匹配的第一固定圓 管14的內(nèi)部，同樣的，所述的第二雙纖毛細(xì)管11和第二正透鏡10固定在內(nèi)徑與第二雙纖 毛細(xì)管11和第二正透鏡10的外徑相匹配的第二固定圓管17的內(nèi)部，所述的第一渥拉斯頓 棱鏡5由兩片光軸互相垂直、且與光軸入射光方向垂直的單軸雙折射晶體光楔組成，所述 第一渥拉斯頓棱鏡5中心點(diǎn)與第一正透鏡4前焦點(diǎn)重合，且其楔角方向與第一保偏光纖、第 二保偏光纖的纖芯連線平行，所述第一渥拉斯頓棱鏡5將一束入射光分成兩束偏振面互相 正交的線偏振光，這兩束線偏振光之間有夾角，且夾角等于第一保偏光纖1與第二保偏光 纖2的纖芯距除以第一正透鏡4的焦距，單位為弧度，所述波片組由兩片沿第一沃拉斯頓棱 鏡5楔角方向依次放置的半波片I 7和半波片II 15組成，半波片I 7和半波片II 15之間 有一定的間隔，且兩半波片的光軸互相平行，所述第三正透鏡6與第四正透鏡8焦距相等或 接近，兩者后焦點(diǎn)重疊放置，所述的第二渥拉斯頓棱鏡9由兩片光軸互相垂直、與光軸入射 光方向垂直的單軸雙折射晶體光楔組成，所述第二渥拉斯頓棱鏡9與所述第一沃拉斯頓棱 鏡5的楔角方向平行或反平行放置，所述第二渥拉斯頓棱鏡9中心點(diǎn)與第二正透鏡10前焦 點(diǎn)重合，且其楔角方向與第三保偏光纖12、第四保偏光纖13的纖芯連線平行，所述第二渥 拉斯頓棱鏡9將一束入射光分成兩束偏振面互相正交的線偏振光，這兩束線偏振光之間有 夾角，夾角等于第三保偏光纖12與第四保偏光纖13的纖芯距除以第二正透鏡10的焦距， 單位為弧度。
[0018] 綜上所述，本發(fā)明的第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由能對線偏振光保持其偏振態(tài)的第 一保偏光纖1和第二保偏光纖2、用以固定第一保偏光纖1和第二保偏光纖2且便于f禹合 對準(zhǔn)的第一雙纖毛細(xì)管3、具有準(zhǔn)直作用的第一正透鏡4、起固定保護(hù)作用的第一固定圓管 14及起固定作用的材料（如膠粘劑）組成；其中第一保偏光纖1、第二保偏光纖2的快軸或 慢軸互相垂直，第一保偏光纖1、第二保偏光纖2的纖芯連線與它們自身的快軸或慢軸平行 或垂直；用起固定作用的材料（如膠粘劑）將第一保偏光纖1、第二保偏光纖2固定在第一 雙纖毛細(xì)管3的內(nèi)部，且第一保偏光纖1、第二保偏光纖2的端面按一定角度研磨拋光以抑 制反射光，并加以鍍增透膜可以得到優(yōu)化的性能；第一保偏光纖1、第二保偏光纖2的纖芯 距離a除以第一正透鏡4的有效焦距b應(yīng)與第一渥拉斯頓棱鏡5的光束分離角c相同或接 近；第一保偏光纖1、第二保偏光纖2的端面與第一正透鏡4的距離通過調(diào)試后應(yīng)位于第一 正透鏡4的后焦面上以達(dá)到良好準(zhǔn)直效果，這里討論性能時(shí)，我們把第一保偏光纖1、第二 保偏光纖2分別定義為端口一、端口二。
[0019] 第一渥拉斯頓棱鏡5由兩片光軸互相垂直、且它們的光軸與入射光方向垂直或接 近垂直的單軸雙折射晶體光楔組成，第一渥拉斯頓棱鏡5能將一束垂直入射的光分成兩束 偏振面互相正交的偏振光，且這兩束偏振光的光軸具有一定的夾角，通過合理的設(shè)計(jì)，可以 將此夾角設(shè)計(jì)成c，以達(dá)成a = be。此處c的單位為弧度。在調(diào)試時(shí)，應(yīng)使第一渥拉斯頓棱 鏡5的中心點(diǎn)與第一正透鏡4的前焦點(diǎn)重合或接近重合，而且，第一渥拉斯頓棱鏡5的楔角 方向應(yīng)與第一保偏光纖1、第二保偏光纖2的纖芯連線平行或反平行，即當(dāng)光從第一保偏光 纖1、第二保偏光纖2同時(shí)輸入，經(jīng)過第一渥拉斯頓棱鏡5后，應(yīng)得到四束線偏振光。各有兩 束光來自第一保偏光纖1、第二保偏光纖2,它們沿渥拉斯頓棱鏡5的楔角方向"一"字排開， 中間兩束光偏振態(tài)互相正交，分別來自第一保偏光纖1和第二保偏光纖2,這兩束光很好的 重合，分居在外側(cè)的兩束光在偏振態(tài)上也互相正交，分別來自第一保偏光纖1和第二保偏 光纖2，但這兩束光對稱的分居在中間兩束重合光的兩側(cè)，它們與中間兩束光的夾角等于或 接近于光束分離角c。
[0020] 實(shí)施過程中，合理設(shè)計(jì)第一渥拉斯頓棱鏡5的外形尺寸，使便于裝配。可用合適的 膠粘劑將兩光楔邊角平齊對貼組成第一渥拉斯頓棱鏡5,并用合適的膠粘劑將第一渥拉斯 頓棱鏡5套接于內(nèi)徑略大于第一正透鏡4的套管之內(nèi)，旋轉(zhuǎn)固定第一渥拉斯頓棱鏡5的套 管，使第一渥拉斯頓棱鏡5的光楔方向與第一保偏光纖1和第二保偏光纖2的纖芯連線平 行或反平行，同時(shí)從第一保偏光纖1和第二保偏光纖2輸入檢測光以確定中間兩束光良好 重合。該套管的長度應(yīng)符合上述渥拉斯頓棱鏡5與第一雙纖保偏準(zhǔn)直器的位置要求并能良 好固定于第一正透鏡4之上。
[0021] 實(shí)施過程中，半波片I 7、半波片II 15是雙折射晶體，光軸垂直于入射光，由于半 波片需要精確控制相位延遲，所以半波片I 7、半波片II 15可選用如石英晶體等弱雙折射 晶體，半波片I 7、半波片II 15能將入射的光的偏振面朝其光軸的方向旋轉(zhuǎn)一定夾角，其 光軸是夾角的對稱中心線，該夾角是輸入光偏振面與其光軸的夾角的兩倍，需要注意的是， 半波片有特定的工作波長范圍，在切割半波片時(shí)，盡量使其崩邊尺寸最小化，以期對光無影 響，可選擇將半波片切割成長方形，其光軸與任意邊成45度夾角，半波片I 7、半波片II 15 在尺寸設(shè)計(jì)上可以是相同或相似的，將半波片I 7、半波片II 15并排固定在一合理設(shè)計(jì)的 固定件上，并使兩者之間平行放置且留出一合適尺寸的狹縫，狹縫寬度可以介于2*F/b和 2*c*F/3之間，此處F是第三正透鏡6和第四正透鏡8的焦距，用合適的膠粘劑將半波片 I 7、半波片II 15按上述位置要求固定于固定件上，組成半波片組件，該固定件可以具有與 第三正透鏡6和第四正透鏡8相同或接近的外徑尺寸以利于后續(xù)裝配。
[0022] 實(shí)施過程中，可將第三正透鏡6和第四正透鏡8設(shè)計(jì)成具有相同或相近焦距的正 透鏡，為得到適合裝配的特性和較好的經(jīng)濟(jì)性，可以選用平凸透鏡，其后焦距應(yīng)略大于半波 片組厚度的一半。
[0023] 實(shí)施過程中，將第三正透鏡6、半波片組件和第四正透鏡8套入一內(nèi)徑與三者外徑 匹配的管件16之中，將第三正透鏡6、半波片組件、第四正透鏡9和管件16的預(yù)裝件放入固 定在多維調(diào)節(jié)架上的一對準(zhǔn)直器之間調(diào)試。實(shí)際上可以使第三正透鏡6及波片組先固定于 管件16之內(nèi)，使波片組在設(shè)計(jì)尺寸上居中固定，而第四正透鏡8在管件16之內(nèi)可以沿軸向 前后微調(diào)，通過設(shè)計(jì)合適的工裝夾具實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)準(zhǔn)直器的位置及第四正透鏡8在管件16之 內(nèi)的前后位置，使透過率最佳，一般而言，此時(shí)第三正透鏡6和第四正透鏡8的后焦面重疊 或接近重疊，為裝配方便，第三正透鏡6、波片組和第四正透鏡8之間的縫隙可設(shè)計(jì)得很小， 所述第三正透鏡6、波片組、第四正透鏡8和管件16構(gòu)成偏振重構(gòu)組件。
[0024] 實(shí)施過程中，將偏振重構(gòu)組件配合第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器與第一渥拉斯頓棱鏡 5的構(gòu)件調(diào)試，從第一保偏光纖1輸入寬帶光或圓偏振光，經(jīng)第一渥拉斯頓棱鏡5后應(yīng)得到 兩束夾角為c的光，這兩束光偏振態(tài)互相垂直，強(qiáng)度接近。當(dāng)用檢偏器檢測時(shí)，因?yàn)榛ハ嗾?交的兩束光強(qiáng)度幾乎相等，所以消光比很小，接近零，加入偏振重構(gòu)組件，調(diào)整偏振重構(gòu)組 件的幾何軸向使與第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器的幾何軸向平行或接近平行，調(diào)整偏振重構(gòu)組 件的第三正透鏡6與第一渥拉斯頓棱鏡5的距離，使第一渥拉斯頓棱鏡5的中心點(diǎn)約與第 三正透鏡6的前焦面重疊，使用旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)架旋轉(zhuǎn)和平移偏振重構(gòu)組件，用檢偏器檢測經(jīng)過 偏振重構(gòu)組件的兩束光的消光比，直到消光比得到極大值，此時(shí)停止旋轉(zhuǎn)，檢測光損耗的情 況，同時(shí)平移偏振重構(gòu)組件，直到透過率得到極大值，此時(shí)可以用橋接件橋接偏振重構(gòu)組件 與第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器至第一渥拉斯頓棱鏡5的構(gòu)件，它們共同構(gòu)成輸入組件。
[0025] 第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由能對線偏振光保持其偏振態(tài)的第三保偏光纖12和第 四保偏光纖13、用以固定第三保偏光纖12和第四保偏光纖13且便于耦合對準(zhǔn)的第二雙纖 毛細(xì)管11、具有準(zhǔn)直作用的第二正透鏡10、起固定保護(hù)作用的第二固定圓管17及起固定作 用的材料（如膠粘劑）組成；其中第三保偏光纖12、第四保偏光纖13的快軸或慢軸互相垂 直，第三保偏光纖12、第四保偏光纖13的纖芯連線與它們自身的快軸或慢軸平行或垂直； 用起固定作用的材料（如膠粘劑）將第三保偏光纖12、第四保偏光纖13固定在第二雙纖毛 細(xì)管11的內(nèi)部，且第三保偏光纖12、第四保偏光纖13的端面按一定角度研磨拋光以抑制反 射光，并加以鍍增透膜可以得到優(yōu)化的性能，第三保偏光纖12、第四保偏光纖13的纖芯距 離a除以第二正透鏡10的有效焦距b應(yīng)與第二渥拉斯頓棱鏡9的光束分離角c相同或接 近，第三保偏光纖12、第四保偏光纖13的端面與第二正透鏡10的距離通過調(diào)試后應(yīng)位于第 二正透鏡10的后焦面上以達(dá)到良好準(zhǔn)直效果，在討論性能時(shí)，第三保偏光纖12、第四保偏 光纖13分別定義為端口三、端口四。
[0026] 第二渥拉斯頓棱鏡9由兩片光軸互相垂直、且它們的光軸與入射光方向垂直或接 近垂直的單軸雙折射晶體光楔組成，第二渥拉斯頓棱鏡9能將一束垂直入射的光分成兩束 偏振面互相正交的偏振光，且這兩束偏振光的光軸具有一定的夾角，通過合理的設(shè)計(jì)，可以 將此夾角設(shè)計(jì)成c,以達(dá)成a = be,此處c的單位為弧度。
[0027] 實(shí)施過程中，合理設(shè)計(jì)第二渥拉斯頓棱鏡9的外形尺寸，使便于裝配?？捎煤线m的 膠粘劑將兩光楔邊角平齊對貼組成第二渥拉斯頓棱鏡9,并用合適的膠粘劑將第二渥拉斯 頓棱鏡9套接于內(nèi)徑略大于第二正透鏡10的套管之內(nèi)，旋轉(zhuǎn)固定第二渥拉斯頓棱鏡9的套 管，使第二渥拉斯頓棱鏡9的光楔方向與第三保偏光纖12和第四保偏光纖13的纖芯連線 平行或反平行，同時(shí)從第三保偏光纖12和第四保偏光纖13輸入檢測光以確定中間兩束光 良好重合，該套管的長度應(yīng)符合上述的第二渥拉斯頓棱鏡9與第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器的 位置要求并能良好固定于第二正透鏡10之上。
[0028] 將輸入組件配合第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器與第二渥拉斯頓棱鏡9調(diào)試固定組成 的構(gòu)件調(diào)試，使用旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)架旋轉(zhuǎn)相對角度，使輸入組件軸線與第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器 軸線平行或接近平行，從端口 一輸入檢測光，旋轉(zhuǎn)、傾斜、平移第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器與 第二渥拉斯頓棱鏡9的構(gòu)件，使端口三、端口四輸出光功率達(dá)到最大值，從端口二輸入檢測 光，檢驗(yàn)端口三、端口四的輸出光功率，亦應(yīng)得到滿足要求的耦合效率，可以微調(diào)第二雙纖 保偏光纖準(zhǔn)直器，使端口一到端口三、端口四的耦合損耗與端口二到端口三、端口四的耦合 損耗接近以得到均一、對稱的效果，達(dá)到要求后用橋接件橋接輸入組件與第二雙纖保偏光 纖準(zhǔn)直器至第二渥拉斯頓棱鏡9構(gòu)件。
[0029] 實(shí)施過程中，應(yīng)根據(jù)工藝需要采用合適膠粘劑或機(jī)械、焊接、膠接等工藝方法，并 保證內(nèi)部構(gòu)件的密封性。為使耦合效率更高，第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器和第二雙纖保偏光 纖準(zhǔn)直器的光斑束腰大小應(yīng)相同或接近；第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器、第二雙纖保偏光纖準(zhǔn) 直器的光斑束腰大小等于保偏光纖遠(yuǎn)場發(fā)散角乘以正透鏡焦距。
[0030] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種偏振分束合束器，包括第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器、第一渥拉斯頓棱鏡、第三正透 鏡、波片組、第四正透鏡、第二渥拉斯頓棱鏡、第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器，其特征在于：所述 的第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由第一保偏光纖、第二保偏光纖、第一雙纖毛細(xì)管、第一固定圓 管、第一正透鏡組成，所述的第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器由第二正透鏡、第二雙纖毛細(xì)管、第 三保偏光纖、第二固定圓管、第四保偏光纖組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述第一保偏光纖和第 二保偏光纖設(shè)置在第一雙纖毛細(xì)管的左側(cè)并穿入第一雙纖毛細(xì)管的內(nèi)部，所述第一正透鏡 設(shè)置在第一雙纖毛細(xì)管的右側(cè)，所述第一固定圓管套在第一雙纖毛細(xì)管及第一正透鏡的外 部并固定，所述第一保偏光纖、第二保偏光纖的快軸或慢軸互相垂直，且第一保偏光纖、第 二保偏光纖的纖芯連線與它們自身的快軸或慢軸平行或垂直，所述第一保偏光纖及第二保 偏光纖的端面位于第一正透鏡的后焦面上，所述第一保偏光纖、第二保偏光纖、第一雙纖毛 細(xì)管、第一正透鏡、第一固定圓管組成了第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器，且第一保偏光纖或第二 保偏光纖單獨(dú)或同時(shí)被單?；蚨嗄９饫w替換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述第三保偏光纖和第 四保偏光纖設(shè)置在第二雙纖毛細(xì)管的右側(cè)并穿入第二雙纖毛細(xì)管的內(nèi)部，所述第二正透鏡 設(shè)置在第二雙纖毛細(xì)管的左側(cè)，所述第二固定圓管套在第二雙纖毛細(xì)管及第二正透鏡的外 部并固定，所述第三保偏光纖、第四保偏光纖的快軸或慢軸互相垂直，且第三保偏光纖、第 四保偏光纖的纖芯連線與它們自身的快軸或慢軸平行或垂直，所述第三保偏光纖及第四保 偏光纖的端面位于第二正透鏡的后焦面上，所述第三保偏光纖、第四保偏光纖、第二雙纖毛 細(xì)管、第二正透鏡、第二固定圓管組成了第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器，且第三保偏光纖或第四 保偏光纖單獨(dú)或同時(shí)被單?；蚨嗄９饫w替換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述第一渥拉斯頓棱鏡 位于所述第一雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器右側(cè)，所述第三正透鏡位于第一渥拉斯頓棱鏡右側(cè)，所 述波片組位于第三正透鏡與第四正透鏡之間，所述第二渥拉斯頓棱鏡位于第四正透鏡與所 述第二雙纖保偏光纖準(zhǔn)直器之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述第一保偏光纖、第二 保偏光纖包含一個(gè)研磨拋光的端面，且拋光的端面鍍有增透膜，所述第一保偏光纖、第二保 偏光纖與第一雙纖毛細(xì)管用膠粘劑固定，同樣的，所述的第三保偏光纖和第四保偏光纖包 含一個(gè)研磨拋光的端面，且拋光的端面鍍有增透膜，所述第三保偏光纖和第四保偏光纖分 別與第二雙纖毛細(xì)管用膠粘劑固定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述的第一雙纖毛細(xì)管 和第一正透鏡固定在內(nèi)徑與第一雙纖毛細(xì)管和第一正透鏡的外徑相匹配的第一固定圓管 的內(nèi)部，同樣的，所述的第二雙纖毛細(xì)管和第二正透鏡固定在內(nèi)徑與第二雙纖毛細(xì)管和第 二正透鏡的外徑相匹配的第二固定圓管的內(nèi)部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述的第一渥拉斯頓棱 鏡由兩片光軸互相垂直、且與光軸入射光方向垂直的單軸雙折射晶體光楔組成，所述第一 渥拉斯頓棱鏡中心點(diǎn)與第一正透鏡前焦點(diǎn)重合，且其楔角方向與第一保偏光纖、第二保偏 光纖的纖芯連線平行，所述第一渥拉斯頓棱鏡將一束入射光分成兩束偏振面互相正交的線 偏振光，這兩束線偏振光之間有夾角，且夾角等于第一保偏光纖與第二保偏光纖的纖芯距 除以第一正透鏡的焦距，單位為弧度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述波片組由兩片沿第 一沃拉斯頓棱鏡楔角方向依次放置的半波片組成，兩半波片之間有一定的間隔，且兩半波 片的光軸互相平行，且分別對一束線偏振光90度旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行偏振態(tài)交叉重組。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述第三正透鏡與第四 正透鏡焦距相等或接近，兩者后焦點(diǎn)重疊放置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振分束合束器，其特征在于：所述的第二渥拉斯頓棱 鏡由兩片光軸互相垂直、與光軸入射光方向垂直的單軸雙折射晶體光楔組成，所述第二渥 拉斯頓棱鏡與所述第一沃拉斯頓棱鏡的楔角方向平行或反平行放置，所述第二渥拉斯頓棱 鏡中心點(diǎn)與第二正透鏡前焦點(diǎn)重合，且其楔角方向與第三保偏光纖、第四保偏光纖的纖芯 連線平行，所述第二渥拉斯頓棱鏡將一束入射光分成兩束偏振面互相正交的線偏振光，這 兩束線偏振光之間有夾角，夾角等于第三保偏光纖與第四保偏光纖的纖芯距除以第二正透 鏡的焦距，單位為弧度。
【文檔編號】G02B6/27GK104216050SQ201410476807
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】龍躍金 申請人:光越科技(深圳)有限公司