一種雙折射晶體位移補償機理及光器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙折射晶體位移補償機理及光器件，所述光學(xué)設(shè)計方法包括雙折射晶體光軸和入射表面夾角的調(diào)整，通過調(diào)整此角度，可以在不改變?nèi)肷浣嵌群驮穸鹊那闆r下，實現(xiàn)光學(xué)設(shè)計所需的橫向走離量的目的，即降低或增大的光束橫向走離量。所述隔離器包括兩種設(shè)計，1）三片式低橫向走離量隔離器使光線至少在一片晶體中以e光（非尋常光）模式傳輸,且e光經(jīng)過雙折射晶體后的橫向走離量與經(jīng)過法拉第旋光器的橫向走離量方向相反，從而達到減小光路總體橫向走離量的目的。2）兩片式隔離器利用激光器本身偏振選擇特性以及雙折射晶體o光/e光相對走離特性，同樣可以實現(xiàn)隔離目的，且此兩片式設(shè)計可以進一步降低產(chǎn)品成本。
【專利說明】一種雙折射晶體位移補償機理及光器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)設(shè)計方法，以及光通訊及工業(yè)用光隔離器的設(shè)計和應(yīng)用領(lǐng)域；更具體地涉及偏振相關(guān)光學(xué)設(shè)計中橫向走離補償機制，以及光隔離器的位移優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)簡化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)設(shè)計中經(jīng)常會遇到光軸橫向走離的設(shè)計需要，以達到減小設(shè)計空間尺寸，或滿足特定空間裝配需求。通常想獲得所需的橫向走離量，只能通過改變?nèi)肷浣嵌然蚬鈱W(xué)元件尺寸的方法實現(xiàn)，如:為了增大橫向走離量，就需要增大入射角度或元件厚度；為了減小橫向走離量，就需要減小入射角或元件厚度。但是由于實際應(yīng)用中的種種結(jié)構(gòu)限制或成本的考慮，通常無法隨意調(diào)整入射角度或元件厚度。
[0003]光隔離器在光通訊及工業(yè)激光應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，是一種單向傳輸光的光無源器件，用于允許正向傳輸光正常通過此產(chǎn)品，并I禹合到輸出光波導(dǎo)中，同時阻止反向傳輸光率禹合到輸入光波導(dǎo)中，避免造成光學(xué)系統(tǒng)(尤其是激光器)工作不穩(wěn)定。目前實際應(yīng)用中包含在線型(偏振不相關(guān))和自由空間型(偏振相關(guān))兩類，在激光器封裝中主要使用自由空間型(偏振相關(guān))。
[0004]目前大量商用的自由空間隔離器采用兩片偏振片和一片45°法拉第旋光器組成，45°法拉第放在兩片偏振片之間,兩片偏振片的偏振方向相差45°。當光正向傳輸時,入射光和第一片偏振片偏振方向平行的部分通過偏振片，與偏振方向垂直的部分被偏振片吸收，通過第一片偏振片的光進入法拉第旋光器后，在法拉第旋光效應(yīng)作用下旋轉(zhuǎn)45°，與第二片偏振片的偏振方向正好平行，因此可以無損耗地通過第二片偏振片。當光反向傳輸時，與第二片偏振片偏振方向垂直的部分直接被偏振片吸收，與偏振方向平行的部分無損耗透過，然后進入法拉第旋光器；由于法拉第旋光器的旋轉(zhuǎn)方向只決定于磁場方向，不會隨著光的入射方向而改變，因此繼續(xù)沿著和正向傳輸時相同的方向旋轉(zhuǎn)45°到達第一偏振片,此時光的偏振態(tài)與第一偏振片的偏振方向垂直，光被第一偏振片吸收，不能投射到輸入波導(dǎo)中。但是，此設(shè)計方案的偏振片成本較高。
[0005]另一種新的自由空間隔離器設(shè)計思路是采用兩片雙折射晶體和一片45°法拉第旋光器組成，45°法拉第放在兩片雙折射晶體之間，第一片雙折射晶體的光軸與入射表面成45°夾角，光線在雙折射晶體中以ο光(尋常光)方式傳輸，第二片雙折射晶體的光軸方向與第一片雙折射晶體的光軸方向沿光路傳播軸旋轉(zhuǎn)45° ,光線在第二雙折射晶體中同樣以ο光方式傳輸。當光正向傳輸時，入射光以ο光方式在第一雙折射晶體中傳輸,光路遵循折射定律，通過第一雙折射晶體，然后進入法拉第旋光器后在法拉第旋光效應(yīng)作用下旋轉(zhuǎn)45°，使其在第二雙折射晶體中仍然保持按照ο光狀態(tài)，光路遵循折射定律，輸出第二雙折射晶體。當光反向傳輸時，I)當光按照ο光照射到第二雙折射晶體時，光路遵循折射定律，相對于入射ο光，無相對位移地通過第二雙折射晶體，在法拉第旋光器中旋轉(zhuǎn)45°后，光在第一雙折射晶體中的傳輸方式變?yōu)閑光(非常光)，此時光路的傳輸不遵循折射定律，并且由于光軸與入射表面有45°夾角，從而相對于入射ο光發(fā)生偏折,光的輸出位置偏離入射波導(dǎo)，從而不能耦合到輸入波導(dǎo)中，達到隔離目的；2)當光按照e光照射到第二雙折射晶體時，光路的傳輸不遵循折射定律，并且由于光軸與入射表面有45°夾角，從而相對于入射ο光發(fā)生偏折，在輸出第二雙折射晶體時發(fā)生橫向位移，在法拉第旋光器中旋轉(zhuǎn)45°后,光在第一雙折射晶體中的傳輸方式變?yōu)棣瞎猓藭r光的傳輸遵循折射定律，平行于入射ο光通過第一雙折射晶體，因此光的最終輸出位置保持第二雙折射時形成的橫向位移量，輸出位置偏離入射波導(dǎo)，進而不能耦合到輸入波導(dǎo)中，達到隔離目的。但是由于此晶體的折射率很高，導(dǎo)致在實際應(yīng)用中產(chǎn)生過大的橫向走離量，造成耦合和封裝的難度加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種在不改變?nèi)肷浣嵌群驮穸鹊那闆r下，改變出射光的橫向走離量的方法。并由此發(fā)明衍生出一種低橫向走離量的雙折射晶體自由空間隔離器，以克服現(xiàn)有兩種設(shè)計中的分別存在的成本和橫向走離量過大的不足。同時結(jié)合此產(chǎn)品的實際應(yīng)用，進一步衍生出一種兩片式晶體自由空間隔離器。
[0007]本發(fā)明所提供的一種雙折射晶體位移補償機理，應(yīng)用雙折射晶體中e光相對于O光的橫向走離現(xiàn)象，進行偏振相關(guān)光學(xué)設(shè)計中位移補償。該方法包括降低光束橫向走離量和增大橫向走離量的應(yīng)用，在不改變?nèi)肷浣嵌群驮穸鹊那闆r下，實現(xiàn)改變出射光橫向
走離量。
[0008]為實現(xiàn)在不改變?nèi)肷浣嵌群驮穸鹊那闆r下，改變出射光橫向走離量的目的，本發(fā)明在光路中使用雙折射晶體作為光路的橫向走離元件，并使入射偏振光在晶體中以e光模式傳播。在不改變?nèi)肷浣嵌群驮穸鹊那闆r下，通過在-90°?+90°之間改變光軸和入射表面法線的夾角Θ，可以增大或減小e光和ο光之間的相對分開角度α及走離方向，進而改變在出射端的橫向走離量。晶體光軸與入射表面的夾角為大于-90°且小于90°之間的不等于0°任意角度。
[0009]進一步的，該方法用于平行玻璃板結(jié)構(gòu)或楔型或透鏡類光學(xué)零件，以在器件內(nèi)部實現(xiàn)不同的橫向走離量。
[0010]進一步的，以e光模式傳輸?shù)木w處在光路中的任意位置，此晶體構(gòu)成全部光路或部分光路。
[0011]本發(fā)明還提供了一種橫向走離量補償雙折射晶體自由空間隔離器，本發(fā)明包括兩片晶體和一片法拉第旋光器，法拉第旋光器位于兩片晶體的中間，所述的兩片晶體的光軸在入射面上投影的夾角度數(shù)等于法拉第旋光器的理論旋光角度數(shù)或90°與理論旋光角度數(shù)之和。基于上述位移補償機理衍生出的低橫向走離量雙折射晶體自由空間隔離器，在采用低成本雙折射晶體設(shè)計的同時，結(jié)合本發(fā)明的雙折射晶體e光位移補償機理，使入射偏振光在一片或兩片晶體內(nèi)部傳輸時工作在e光模式,并通過合理設(shè)計光軸和入射表面法線的夾角Θ，進而使ο光和e光在經(jīng)過雙折射晶體后獲得比較大的分開量以實現(xiàn)最佳隔離效果；并使正向e光經(jīng)過雙折射晶體后的橫向走離量與經(jīng)過法拉第旋光器的橫向走離量方向相反，從而達到減小光路總體橫向走離量的目的。
[0012]進一步的，所述光線在第I片晶體中以e光模式，在第2片晶體中以ο光模式傳輸；或者在第I片晶體中以ο光模式，在第2片中以e光模式傳輸；或者在兩片晶體中都以e光模式傳輸。
[0013]本發(fā)明還提供了另外一種兩片式晶體隔離器，包括一片雙折射晶體、一片法拉第旋光器和一個激光器，所述兩片式晶體隔離器是由雙折射晶體和法拉第旋光器構(gòu)成兩片式結(jié)構(gòu)，其特征在于:法拉第旋光器位于所述的雙折射晶體和所述的激光器中間所述的雙折射晶體的光軸和激光器輸出偏振光在入射面上投影的夾角度數(shù)等于法拉第旋光器的理論旋光角度數(shù)或90°與理論旋光角度數(shù)之和。
[0014]進一步的，激光器發(fā)射的偏振光在晶體中按照e光模式或O光模式傳輸。
[0015]本發(fā)明還提供了所述的晶體的應(yīng)用，晶體光軸與入射表面的夾角為大于-90°且小于90°之間的不等于0°任意角度。
[0016]
【專利附圖】

【附圖說明】:
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017]圖1為雙折射現(xiàn)象及位移補償機理(垂直入射示意圖)；
圖2為雙折射現(xiàn)象及位移補償機理(傾斜入射示意圖)；
圖3為位移補償機理在光楔型器件中的應(yīng)用 圖4為位移補償機理在透鏡型器件中的應(yīng)用 圖5為第一片雙折射晶體光軸意圖；
圖6為第二片雙折射晶體光軸示意圖；· 圖7為第一片雙折射晶體+法拉第旋光器的位移補償示意圖；
圖8為第一片雙折射晶體+法拉第旋光器+第二片雙折射晶體的位移補償示意圖； 圖9為ο光在Xz平面上投影的反向隔離示意圖；
圖10為ο光在yz平面上投影的反向隔離示意圖；
圖11為e光在Xz平面上投影的反向隔離示意圖；
圖12為e光在yz平面上投影的反向隔離示意圖；
圖13為晶體入射光為ο光模式的兩片式晶體隔離器示意圖；
圖14為晶體入射光為e光模式的兩片式晶體隔離器示意圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。需要注意的是，根據(jù)本發(fā)明的隔離器的實施方式僅僅作為以入射光線在兩個雙折射晶體中都以e光模式傳輸，且以減小橫向走離量為目的的例子，但本發(fā)明不限于該【具體實施方式】，入射光線在其中一片晶體中以e光模式傳輸?shù)脑O(shè)計，及增大橫向走離量的設(shè)計也屬此發(fā)明范疇。
[0020]圖1為雙折射晶體在垂直入射時的雙折射現(xiàn)象及位移補償機理。11是一片雙折射晶體平板，光軸與入射表面的法線成Θ角。正雙折射晶體和負雙折射晶體的e光偏折方向相反，下面以正雙折射晶體為例。當0° <θ〈+90°時，如左圖，e光向上偏折形成橫向走離量d;當-90° <θ〈0°時,如右圖，e光向下偏折形成橫向走離量-d ;所以,通過在-90°~+90°之間改變Θ角，可以在+0--d之間改變在出射端的橫向走離量。
[0021]圖2:為雙折射晶體在傾斜入射時的雙折射現(xiàn)象及位移補償機理。同樣，11是一片雙折射晶體平板，光軸與入射表面的法線成Θ角；入射光線與入射表面的法線成一定角度(不等于0° )。O光在雙折射晶體中的傳播路徑與光線在非雙折射晶體中的傳播路徑相同，遵循折射定律，經(jīng)過平板后產(chǎn)生橫向走離量dl。當0° <θ〈+90°時，如左圖，e光向上偏折可形成最大橫向走離量d2 ;當-90° <θ〈0°時，如右圖，e光向下偏折可形成最小橫向走離量-d3 ;所以，通過在-90°?+90°之間改變Θ角，可以在+d2'd3之間改變在出射端的橫向走離量，同時滿足_d3〈dl〈+d2。
[0022]圖3:為位移補償機理在光楔型器件中的應(yīng)用。在器件內(nèi)部的橫向走離及位移補償機理同圖1，但是器件外形設(shè)計成光楔型，因此在光楔型器件的出射平面的位移同圖1介紹，但是由于光楔型結(jié)構(gòu)設(shè)計與平板結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同，出射光線將發(fā)生一定角度的偏折；同時由于晶體的O光和e光的折射率不同，e光和ο光的偏折角度將不同。
[0023]圖4為位移補償機理在透鏡型器件中的應(yīng)用。在器件內(nèi)部的橫向走離及位移補償機理同圖1，但是器件外形設(shè)計成透鏡型，因此在透鏡型器件的出射球面的位移同圖1介紹，但是由于透鏡型結(jié)構(gòu)設(shè)計與平板結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同，出射e光線偏離透鏡光軸后將發(fā)生一定角度的偏折，因此出射e光的角度也將和ο光不同。
[0024]圖5為由上述位移補償機理衍生出的低橫向走離量雙折射晶體自由空間隔離器中的第一片雙折射晶體光軸示意圖。XY平面為入射表面，Z軸為入射表面的法線。光軸處于XZ平面內(nèi)，并與Z軸成Θ角。
[0025]圖6為低橫向走離量雙折射晶體自由空間隔離器的第二片雙折射晶體光軸示意圖。XY平面為入射表面，Z軸為入射表面的法線。光軸與Z軸成θ角，并且光軸在XY平面上的投影與X軸成φ角。(φ角等于法拉第旋光器的旋光角，通常為45° )
圖7為光線經(jīng)過第一片雙折射晶體和法拉第旋光器后在XZ片面內(nèi)的位移補償示意圖。10為入射光線的方向延長線；11為第一片雙折射晶體，光軸Θ角滿足0° <θ〈+90° ;12為法拉第旋光器。光線與入射表面的法線成i角入射，通常在非雙折射晶體中的光路傳播遵循折射定律，沿圖示ο光光路傳播，并最終在出射端形成橫向走離量-d5;在此設(shè)計中，光線在第一片雙折射晶體中按照e光模式傳播,因此與ο光形成一個夾角向上方偏折,并在晶體出射端形成一個正的橫向走離量，此方向與光線在法拉第旋光器中形成的負橫向走離量相反，因此相互抵消，并最終在出射端形成較小的橫向走離量-d4。
[0026]圖8為光線經(jīng)過第一片雙折射晶體，法拉第旋光器和第二片晶體后在XZ片面內(nèi)的位移補償示意圖。10為入射光線的方向延長線；11為第一片雙折射晶體，光軸Θ角滿足0° <θ〈+90° ;12為法拉第旋光器；13為第二片雙折射晶體，光軸Θ角滿足0° <θ〈+90°。光線與入射表面的法線成i角入射，通常在非雙折射晶體中的光路傳播遵循折射定律，沿圖示ο光光路傳播，并最終在出射端形成橫向走離量-d7;在此設(shè)計中，光線在第一片雙折射晶體中按照e光模式傳播，因此與ο光形成一個夾角向上方偏折,并在晶體出射端形成一個正的橫向走離量，此方向與光線在法拉第旋光器中形成的負橫向走離量相反，因此抵消部分橫向走離量；進入第二片晶體后，由于法拉第旋光效應(yīng)，光線在第二片晶體中仍然按照e光模式傳播，進一步在XZ平面補償少量的橫向走離量，并最終在XZ平面內(nèi)的出射端形成較小的橫向走離量-d6。同時，經(jīng)過第二片晶體后時，還會在YZ片面內(nèi)形成一個橫向走離分量，如圖10所示。E光在兩個平面內(nèi)的總橫向走離量遠小于ο光在XZ平面內(nèi)的橫向走離量，進而方便了產(chǎn)品的調(diào)光及耦合，降低了生產(chǎn)封裝難度。[0027]由于反射回來的光可以分解為O光和e光，因此下面分別對反向O光和e光分別進行反向隔離效果評估。
[0028]圖9為當光線反向傳輸并且以O(shè)光模式入射第二片晶體時，在XZ平面內(nèi)的反向光路追跡及隔離示意圖。反射ο光在第二片晶體中傳輸時，遵循折射定律，與正向傳輸?shù)膃光之間形成一個夾角，并在出射第二片晶體時產(chǎn)生橫向走離；進入法拉第旋光器后，反向傳輸光遵循折射定律，與正向傳輸光平行經(jīng)過法拉第旋光器，并且偏振方向旋轉(zhuǎn)45度以e光進入第一片晶體；進入第一片晶體的反向傳輸光因與正向傳輸光的模式相同(e光),所以平行于正向傳輸光e光出射第一片晶體,此時最終反向傳輸光相對于正向傳輸光保持在第二片晶體時形成的橫向走離量，因此不能耦合到正向傳輸光路中。
[0029]圖10為當光線反向傳輸并且以O(shè)光模式入射第二片晶體時，在YZ平面內(nèi)的反向光路追跡及隔離示意圖。反射ο光在第二片晶體中傳輸時，遵循折射定律，與正向傳輸?shù)膃光之間形成一個夾角，并在出射第二片晶體時產(chǎn)生橫向走離；進入法拉第旋光器和第一片晶體的反向傳輸光與正向傳輸光平行經(jīng)過法拉第旋光器，原理同圖9，因此最終反向傳輸光相對于正向傳輸光保持在第二片晶體時形成的橫向走離量，因此不能I禹合到正向傳輸光路中。
[0030]綜合圖9和圖10的分析，反向傳輸ο光將在XZ和YZ平面內(nèi)分別產(chǎn)生橫向走離量，進而導(dǎo)致反向傳輸不能I禹合到正向傳輸光路中。
[0031]圖11為當光線反向傳輸并且以e光模式入射第二片晶體時，在XZ平面內(nèi)的反向光路追跡及隔離示意圖。反射傳輸光在第二片晶體中傳輸時，不遵循折射定律，與正向傳輸?shù)膃光光路完全重合，在出射第二片晶體時不產(chǎn)生橫向走離；進入法拉第旋光器后，反向傳輸光遵循折射定律，與正向傳輸光光路完全重合經(jīng)過法拉第旋光器，并且偏振方向旋轉(zhuǎn)45度以ο光進入第一片晶體；進入第一片晶體的反向傳輸光(ο光)因與正向傳輸光的模式不相同(e光)，所以與正向傳輸?shù)膃光之間形成一個夾角，但因光軸和入射平面在同一平面內(nèi)，因此此夾角僅在XZ平面內(nèi)，并僅在XZ平面內(nèi)產(chǎn)生橫向走離量，而在YZ平面內(nèi)不產(chǎn)生橫向走離量，因此不能耦合到正向傳輸光路中.圖12為當光線反向傳輸并且以e光模式入射第二片晶體時，在YZ平面內(nèi)的反向光路追跡及隔離示意圖。反射傳輸光在第二片晶體中傳輸時，不遵循折射定律，與正向傳輸?shù)膃光光路完全重合,在出射第二片晶體時不產(chǎn)生橫向走離；進入法拉第旋光器后，反向傳輸光遵循折射定律，與正向傳輸光光路完全重合經(jīng)過法拉第旋光器，并且偏振方向旋轉(zhuǎn)45度以ο光進入第一片晶體；進入第一片晶體的反向傳輸光(ο光)因與正向傳輸光的模式不相同(e光)，所以與正向傳輸?shù)膃光之間形成一個夾角，但因光軸和入射平面在同一平面內(nèi)，因此此夾角僅在XZ平面內(nèi)，并僅在XZ平面內(nèi)產(chǎn)生橫向走離量，而在YZ平面內(nèi)不產(chǎn)生橫向走離量.綜合圖11和圖12的分析，反向傳輸e光將僅在XZ平面內(nèi)產(chǎn)生橫向走離量,進而導(dǎo)致反向傳輸不能I禹合到正向傳輸光路中。
[0032]圖13為兩片式晶體隔離器示意圖，且晶體入射光為ο光模式。14為激光器，其偏振方向如“正向O光偏振意圖”中第一個圖的箭頭方向；12為法拉第旋光器；13為雙折射晶體，光軸Θ角滿足0°〈 Θ〈+90° ,其光軸在入射表面的投影和激光器輸出光偏振方向的夾角等于法拉第旋光器的理論旋光角或90°加旋光角。當光正向傳輸時，整個傳輸過程中遵循折射定律，在法拉第旋光器中旋轉(zhuǎn)45°以ο光偏振模式進入雙折射晶體中，光路遵循折射定律在雙折射晶體中傳輸并出射。橫向走離機理同上。當光反向傳輸時，I)當光按照e光照射到雙折射晶體時，由于光軸與入射表面有一定夾角，因此相對于正向傳輸ο光發(fā)生發(fā)生橫向走離后輸出雙折射晶體；在法拉第旋光器中旋轉(zhuǎn)45°后,其偏振方向與正向傳輸光的偏振方向一致，但是因為在雙折射晶體中的橫向走離，從而使反向傳輸光不能稱合到輸入波導(dǎo)中，達到隔離目的，偏振態(tài)變化見“反向e光偏振方向示意”;2)當光按照0光照射到雙折射晶體時，光路的傳輸遵循折射定律，與正向傳輸光完全重合地經(jīng)過雙折射晶體，進入法拉第旋光器；在法拉第旋光器中偏振方向旋轉(zhuǎn)45°后，出射法拉第旋光器的光的偏振方向與正向傳輸光的偏振方向垂直；雖然此時反向傳輸光路與正向傳輸光路完全重合，能夠I禹合到激光波導(dǎo)中，但是因為偏振方向與激光器的偏振方向垂直，所以不會干擾激光器的穩(wěn)定工作，進而達到隔離目的，偏振態(tài)變化見“反向ο光偏振方向示意”。
[0033]圖14為兩片式晶體隔離器示意圖，且晶體入射光為e光模式。激光器14的偏振方向同上，如“正向e光偏振不意圖”中第一個圖的箭頭方向。當光正向傳輸時，激光器的偏振光在法拉第旋光器中旋轉(zhuǎn)45°以e光偏振模式進入雙折射晶體中，光路不遵循折射定律在雙折射晶體中發(fā)生橫向走離并出射，橫向走離機理同上。當光反向傳輸時，I)當光按照e光照射到雙折射晶體時，與入射e光完全重合地經(jīng)過雙折射晶體和法拉第旋光器，并耦合到激光器波導(dǎo)中，但是在法拉第旋光器中旋轉(zhuǎn)45°后,其偏振方向與正向傳輸光的偏振方向垂直，所以不會干擾激光器的穩(wěn)定工作，進而達到隔離目的，偏振態(tài)變化見“反向e光偏振方向示意” ;2)當光按照ο光照射到雙折射晶體時，光路的傳輸遵循折射定律，在雙折射晶體中與正向傳輸e光發(fā)生相對橫向走離,進入法拉第旋光器；在法拉第旋光器中偏振方向旋轉(zhuǎn)45°后，出射法拉第旋光器的光的偏振方向與正向傳輸e光的偏振方向平行,但是因為在雙折射晶體中的相對橫向走離，從而使反向傳輸光不能耦合到輸入波導(dǎo)中，達到隔離目的，偏振態(tài)變化見“反向ο光偏振方向示意”。
【權(quán)利要求】
1.一種雙折射晶體位移補償機理，其特征在于:應(yīng)用雙折射晶體中e光相對于O光的橫向走離現(xiàn)象，進行偏振相關(guān)光學(xué)設(shè)計中位移補償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙折射晶體位移補償機理，其特征在于:該方法包括降低光束橫向走離量和增大橫向走離量的應(yīng)用，在不改變?nèi)肷浣嵌群驮穸鹊那闆r下，實現(xiàn)改變出射光橫向走離量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙折射晶體位移補償機理，其特征在于:在光路中使用雙折射晶體作為光路的橫向走離元件，并使入射偏振光在雙折射晶體中以e光模式傳播，在不改變?nèi)肷浣嵌群驮穸鹊那闆r下，通過在-90°到+90°之間改變光軸和入射表面法線的夾角Θ，能夠增大或減小e光和ο光之間的相對分開角度α，進而改變在出射端的橫向走離量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙折射晶體位移補償機理，其特征在于:該方法用于平行玻璃板結(jié)構(gòu)或楔型或透鏡類光學(xué)零件，以在器件內(nèi)部實現(xiàn)不同的橫向走離量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙折射晶體位移補償機理，其特征在于:以e光模式傳輸?shù)木w處在光路中的任意位置，此晶體構(gòu)成全部光路或部分光路。
6.一種使用權(quán)利要求1-5任一項所述機理的橫向走離量補償隔離器，包括兩片晶體和一片法拉第旋光器，法拉第旋光器位于兩片晶體的中間，其特征在于:當有光線在所述的兩片晶體中傳輸時，所述的兩片晶體的光軸在入射面上投影的夾角度數(shù)等于法拉第旋光器的理論旋光角度數(shù)或90°與理論旋光角度數(shù)之和，且光線至少在一片晶體中以e光模式傳輸，其位移補償包括增大及減小橫向走離量的應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的橫向走離量補償隔離器，其特征在于:所述光線在第I片晶體中以e光模式，在第2片晶體中以ο光模式傳輸；或者在第I片晶體中以ο光模式，在第2片中以e光模式傳輸；或者在兩片晶體中都以e光模式傳輸。
8.一種使用權(quán)利要求1-5任一項所述機理的兩片式晶體隔離器，包括一片雙折射晶體、一片法拉第旋光器和一個激光器，所述兩片式晶體隔離器是由雙折射晶體和法拉第旋光器構(gòu)成兩片式結(jié)構(gòu)，其特征在于:法拉第旋光器位于所述的雙折射晶體和所述的激光器中間，當有光線在所述的雙折射晶體中傳輸時，所述的雙折射晶體的光軸和激光器輸出偏振光在入射面上投影的夾角度數(shù)等于法拉第旋光器的理論旋光角度數(shù)或90°與理論旋光角度數(shù)之和，偏振方向與激光器輸出偏振光偏振方向相同的反向傳輸光會偏離激光器波導(dǎo)，不能I禹合進波導(dǎo)；偏振方向與激光器輸出偏振光偏振方向垂直的反向傳輸光會I禹合到激光器波導(dǎo)中，但是由于偏振方向垂直，不會影響激光器工作穩(wěn)定性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的兩片式晶體隔離器，其特征在于:激光器發(fā)射的偏振光在晶體中按照e光模式或ο光模式傳輸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的晶體的應(yīng)用，其特征在于:晶體光軸與入射表面的夾角為大于-90°且小于90°之間的不等于0°任意角度。
【文檔編號】G02F1/09GK103576346SQ201210259665
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】陳國強 申請人:陳國強