專利名稱：一種起偏器及包括該起偏器的光纖傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光學領域，尤其涉及一種起偏器及包括該起偏器的光纖傳感器。
背景技術：
起偏器是一種使非偏振光轉換為偏振光的器件，有線偏振起偏器與圓偏振起偏器之分。圓偏振起偏器的作用是使輸入光信號轉換為圓偏振光輸出，而線偏振起偏器的作用是使輸入光信號轉換為線偏振光輸出。根據(jù)線偏振起偏器的實現(xiàn)原理的不同，線偏振起偏器又可以分為吸收型線偏振起偏器和分光型線偏振起偏器。分光型線偏振起偏器是利用雙折射晶體，如使用尼克爾棱鏡或沃拉斯頓棱鏡，使輸入光信號分成兩束光，且至少一束為線偏振光，另一束為線偏振光或部分偏振光，但是其價格較昂貴，出射的線偏振光的插入損耗較大，消光比也較小，制作困難。此處簡要解釋消光比的概念自然界的光均可以沿相互垂 直的兩個方向分解為兩個分量，可以認為是振幅的分量，也可以認為是光強或光功率的分量，以光功率為例，消光比則表征這兩個方向的光功率的差別大小，差別越大，消光比越大，說明偏振度越大，也說明起偏器的起偏效果越好。吸收型線偏振起偏器是使用偏振片，將與偏振片透光軸方向不一致的偏振光吸收掉，而透射與偏振片透光軸方向相同的偏振光，這種起偏器具有插入損耗小，體積小等優(yōu)點，但是也經常會遇到消光比小的問題，特別是對于780nm IlOOnm范圍的短波長的在線起偏器，其消光比很難做大。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種起偏器，旨在解決傳統(tǒng)短波長的起偏器消光比較低的問題。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種起偏器，包括相對設置的輸入準直器和輸出保偏準直器、位于所述輸入準直器和輸出保偏準直器之間的起偏器芯，以及套設于所述輸入準直器、輸出保偏準直器和起偏器芯之外的外封管，所述起偏器芯包括一偏振片，所述輸入準直器和輸出保偏準直器均包括一光纖和位于所述光纖端部的尾纖以及位于所述尾纖端部的透鏡，所述透鏡呈柱狀且具有兩個端面，其中的一個端面與所述尾纖相對且為斜面，另一端面為球面，所述球面的曲率半徑為I. 419 I. 475mm ;所述透鏡的直徑為I. 5 I. 8mm ;所述透鏡的長度為2 2. 98mm。作為本實用新型的優(yōu)選技術方案所述球面的曲率半徑為I. 475mm。所述透鏡的直徑為I. 8mm。所述透鏡的長度為2. 98mm。所述輸入準直器、輸出保偏準直器以及起偏器芯中的偏振片的中心軸在同一直線上。所述輸入準直器和輸出保偏準直器的光纖均采用保偏光纖。所述輸入準直器和輸出保偏準直器的保偏光纖的快軸或慢軸方向與所述偏振片的透振方向一致。所述起偏器芯包括相互套接的大玻璃管和小玻璃管，所述偏振片貼設于所述小玻璃管的端部，所述大玻璃管套設于所述輸入準直器或輸出保偏準直器的透鏡上。所述小玻璃管的管壁具有一沿長度方向的缺口使所述大玻璃管與小玻璃管相套接的部分管壁之間形成一可供氣體流通的通道。本實用新型的另一目的在于提供一種光纖傳感器，包括一起偏器，所述起偏器采用上述的起偏器。本實用新型提供的起偏器通過特殊的透鏡設計大幅度的減小了出射光的偏向角，使其接近平行于透鏡的光軸傳輸，使得平行于偏振片透振方向的光功率分量與垂直于透振方向的光功率分量相差較大，進而有效的提高了起偏器的消光比，該起偏器特別適用于各種光纖傳感器中，如光纖陀螺，光纖水聽器等。

圖I是本實用新型實施例中起偏器的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例提及的光以不同偏向角傳輸時的透振原理示意圖；圖3是本實用新型實施例中的大、小玻璃管的正視結構示意圖；圖4-1是傳統(tǒng)起偏器中的偏光片的偏轉不意圖(一)；圖4-2是傳統(tǒng)起偏器中的偏光片的偏轉示意圖(二)。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖I示出了本實施例提供的起偏器的結構示意圖。該起偏器主要用于獲得較高消光比的線偏振光。該起偏器主要包括相對設置的輸入準直器I和輸出保偏準直器2，在輸入準直器I和輸出保偏準直器2之間設有起偏器芯
3,起偏器芯3包括一偏振片31,用于將輸入的非偏振光轉換為線偏振光輸出，該起偏器還包括套設于輸入準直器I、輸出保偏準直器2和起偏器芯3之外的外封管4,其中,輸入準直器I和輸出保偏準直器2均包括一光纖和位于光纖端部的尾纖以及位于尾纖端部的透鏡。如圖I所不，輸入準直器I包括第一光纖11、第一尾纖12及第一透鏡13,輸出保偏準直器2包括第二光纖21、第二尾纖22及第二透鏡23,其中,第二光纖21為保偏光纖。第一透鏡13和第二透鏡23的結構相同，均呈柱狀并且具有兩個端面，其中的一個端面與尾纖相對且為斜面，另一端面為球面。為了提高起偏器的消光比，本實施例對第一、第二透鏡的結構進行了特殊設計，具體的，第一透鏡13具有第一斜面131和第一球面132，第二透鏡23具有第二斜面231和第二球面232。第一、第二球面的曲率半徑為I. 419 I. 475mm ;第一、第二透鏡的直徑為I. 5 I. 8mm ;第一、第二透鏡的長度為2 2. 98mm,其中,透鏡的長度指兩個端面的中心點之間的距離。非偏振光經過第一透鏡13后，其偏向角極小，近似沿著第一透鏡13的光軸方向傳輸，該偏向角的大小對消光比的影響很大，結合附圖2可以看出，偏向角越小，與偏振片的透振方向平行的光強分量(也可等效于振幅或功率)越大，透過偏振片的光強自然也越大，而與該透振方向垂直的光強分量大小不變，透過量也不變，因此，偏振片透射的兩個相互垂直方向的光強分量相差就越大，此時消光比就越大。傳統(tǒng)的起偏器，特別是用于短波長的傳統(tǒng)起偏器，其光束的偏向角較大，消光比很難做大。因此，本實施例提供的起偏器通過對透鏡的形狀和參數(shù)進行特殊設計后，有效的解決了傳統(tǒng)起偏器(特別是用于短波長的起偏器)的消光比較低的問題，同時還可減小插入損耗，對于780 IlOOnm的短波長的光，該起偏器的消光比可以達到30dB以上，該起偏器對光纖傳感領域無疑具有很重要的應用價值。在本實施例中，輸入準直器I的第一光纖11可米用保偏光纖，這樣，輸入準直器I成為輸入保偏準直器，經過如此設計后，該起偏器的輸入端也可以作為輸出端使用，非偏振光既可以自輸入保偏準直器進入，也可以自輸出保偏準直器進入，具有同樣的起偏效果，因此該起偏器具有了雙向起偏的功能。以下示出采用普通透鏡的傳統(tǒng)起偏器和采用本實施例所述透鏡的起偏器的實驗 數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)記錄了傳統(tǒng)可雙向起偏的起偏器與本申請中可雙向起偏的起偏器的消光比表I.傳統(tǒng)起偏器與本申請起偏器的消光比實驗數(shù)據(jù)
權利要求1.一種起偏器，包括相對設置的輸入準直器和輸出保偏準直器、位于所述輸入準直器和輸出保偏準直器之間的起偏器芯，以及套設于所述輸入準直器、輸出保偏準直器和起偏器芯之外的外封管，所述起偏器芯包括一偏振片，其特征在于，所述輸入準直器和輸出保偏準直器均包括一光纖和位于所述光纖端部的尾纖以及位于所述尾纖端部的透鏡，所述透鏡呈柱狀且具有兩個端面，其中的一個端面與所述尾纖相對且為斜面，另一端面為球面，所述球面的曲率半 徑為I. 419 I. 475mm ;所述透鏡的直徑為I. 5 I. 8mm ;所述透鏡的長度為2 2. 98mm。
2.如權利要求I所述的起偏器，其特征在于，所述球面的曲率半徑為I.475_。
3.如權利要求2所述的起偏器，其特征在于，所述透鏡的直徑為1.8mm。
4.如權利要求2所述的起偏器，其特征在于，所述透鏡的長度為2.98_。
5.如權利要求I至4任一項所述的起偏器，其特征在于，所述輸入準直器、輸出保偏準直器以及起偏器芯中的偏振片的中心軸在同一直線上。
6.如權利要求I至4任一項所述的起偏器，其特征在于，所述輸入準直器和輸出保偏準直器的光纖均米用保偏光纖。
7.如權利要求6所述的起偏器，其特征在于，所述輸入準直器和輸出保偏準直器的保偏光纖的快軸或慢軸方向與所述偏振片的透振方向一致。
8.如權利要求I至4和7任一項所述的起偏器，其特征在于，所述起偏器芯包括相互套接的大玻璃管和小玻璃管，所述偏振片貼設于所述小玻璃管的端部，所述大玻璃管套設于所述輸入準直器或輸出保偏準直器的透鏡上。
9.如權利要求8所述的起偏器，其特征在于，所述小玻璃管的管壁具有一沿長度方向的缺口使所述大玻璃管與小玻璃管相套接的部分管壁之間形成一可供氣體流通的通道。
10.一種光纖傳感器，包括一起偏器，其特征在于，所述起偏器采用權利要求I至9任一項所述的起偏器。
專利摘要本實用新型適用于光學領域，提供了一種起偏器及包括該起偏器的光纖傳感器，起偏器包括相對設置的輸入準直器和輸出保偏準直器、位于二者之間的起偏器芯，以及套設于三者之外的外封管，起偏器芯包括一偏振片，輸入準直器和輸出保偏準直器均包括一光纖和尾纖以及位于尾纖端部的透鏡，透鏡呈柱狀且具有兩個端面，其中的一個端面與尾纖相對且為斜面，另一端面為球面，球面的曲率半徑為1.419～1.475mm；透鏡的直徑為1.5～1.8mm；透鏡的長度為2～2.98mm。本實用新型提供的起偏器通過特殊的透鏡設計大幅度減小了出射光的偏向角，使其接近平行于透鏡的光軸傳輸，有效的提高了起偏器的消光比，該起偏器特別適用于各種光纖傳感器中。
文檔編號G02B27/28GK202393978SQ201120519539
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月13日
發(fā)明者岳超瑜, 朱少軍, 李成寬, 李泉, 郭開東 申請人:深圳朗光科技有限公司