偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)通信技術(shù)，尤其涉及一種偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器。
【背景技術(shù)】
[0002]光是橫電磁波，光矢量具有振動方向與傳播方向相互垂直的特性；在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)，光振動方向相對于光傳播方向是不對稱的，這種不對稱性導(dǎo)致了光波性質(zhì)隨光振動方向的不同而發(fā)生變化。人們將這種光振動方向相對于光傳播方向不對稱的性質(zhì)，稱為光的偏振特性。
[0003]利用光具有偏振這一特點，人們將其廣泛的運用于通信技術(shù)、檢測技術(shù)、顯影技術(shù)、傳感技術(shù)、加密技術(shù)等領(lǐng)域。
[0004]自然界中，光波大多是以非偏振光存在的，完全偏振光幾乎不存在，而實際運用中對于光波的偏振度有不同的要求，偏振度是指在光總強度中，完全偏振光所占的比例。通常，學(xué)術(shù)界公認的是將任意光矢量看作兩個正交的分量，分別用S、P表示，完全偏振光指的是只有S分量或者P分量，通過長期的研究探索，人們已經(jīng)找到了多種方式來獲得高偏振度的偏振光，主要方式有布魯斯特反射透射法，干涉法、衍射法、二向色性法、晶體雙折射法、以及偏振分光棱鏡等幾種。其中，偏振分光棱鏡以高的消光比，分光距離可根據(jù)需要設(shè)計而被廣泛運用。常用的偏振分光棱鏡結(jié)構(gòu)有以下兩種，參見圖1、圖2。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)一
[0006]參見圖1，方形偏振分光棱鏡由一對高精度直角棱鏡膠合而成，其中一個棱鏡的斜邊上鍍有偏振分光膜S2，以方形棱鏡的任意一個面(為了便于說明，這里定義為第一面SI)作為入射邊，沿著入射光的傳播方向，平行分量Tp經(jīng)過偏振分光膜S2后經(jīng)第四面S4出射，垂直分量Rs與入射光呈直角經(jīng)偏振分光介質(zhì)膜s2被反射,入射光可以在直角邊長度范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，同時，可以設(shè)計為矩形以滿足實際中對兩種偏振光不同的光程的需求。
[0007]這種方形偏振分光棱鏡所分出的兩束光由于是正交出射，但是在實際運用中通常會需要兩束光平行傳播，所以在一定使用范圍內(nèi)需要再次添加反射鏡等裝置來改變其中一個光的傳播方向，因此，便有了如圖2中的楔形偏振分光棱鏡。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)二
[0009]楔形偏振分光棱鏡在整體結(jié)構(gòu)上是由一個三棱鏡10與一個四棱鏡20光學(xué)粘接在一起構(gòu)成，三棱鏡10的橫截面為等腰直角三角形，四棱鏡20的橫截面為平行四邊形，在粘接面鍍有偏振分光膜S2，平行入射的第一光束Inputl、第二光束Input2經(jīng)過偏振分光膜S2分開，垂直分量和平行分量分別以反射和透射的狀態(tài)傳播，如圖2所示，第一光束Inputl分成第一垂直分量Rs1、第一平行分量TpI,第二光束Input2分成第二垂直分量Rs2、第二平行分量Tp2，當(dāng)上述兩光束以圖2中的方式入射棱鏡第一直角面SI時，垂直分量經(jīng)過偏振分光膜S2反射后，經(jīng)過第二直角面S3透射出偏振分光棱鏡，平行分量傳播至第四面S4后發(fā)生全反射，光的傳播方向改變，最后經(jīng)過第五邊S5出射，此時，總共有四束平行光出射，如圖2所不，第一光束Inputl分成第一垂直分量Rsl、第一平行分量Tpl,第二光束Input2分成第二垂直分量Rs2、第二水平分量Tp2。第二垂直分量Rs2與第二水平分量Tp2之間的光程差等于第一垂直分量Rsl與第一平行分量Tpl之間的光程差，此時可以利用一種調(diào)節(jié)裝置如平行玻璃板來同時調(diào)節(jié)垂直方向s分量，或者同時調(diào)節(jié)平行方向P分量就可以實現(xiàn)光程差統(tǒng)一調(diào)節(jié)的目的，不需要分別去調(diào)節(jié)圖2中的第一垂直分量Rsl、第二垂直分量Rs2才能實現(xiàn)光程差相等的目的，該結(jié)構(gòu)在通常情況下都能很好的被運用。
[0010]在實際運用過程中，由于需要實現(xiàn)不同參數(shù)的曲線(如干涉周期)的同時還需要能控制住光學(xué)材料引入的溫度致曲線漂移現(xiàn)象，通常要求嚴格控制四棱鏡20的厚度，若有多束等相位平行光入射，且平行平板的厚度較薄的情況下，現(xiàn)有技術(shù)二的結(jié)構(gòu)就可能會出現(xiàn)出射后的多束垂直方向s分量、平行方向P分量的光具有不同的位相差，參見圖3，需要將每一束光分別調(diào)節(jié)才能實現(xiàn)多束光出射后仍然是等相位差的要求，增加了調(diào)節(jié)難度和成本，引入了過多的變量，無益于器件的穩(wěn)定性，如圖3所示，
[0011]平行入射的第一光束Inputl、第二光束Input2,經(jīng)過偏振分光膜S2分光以后,有四束光平行出射，分別是兩束垂直分量、兩束平行分量，如圖3所示，通常情況下，我們需要調(diào)節(jié)一種偏振態(tài)的光程差來達到位相的調(diào)制，更多的時候，需要同時調(diào)節(jié)多路，如圖3中，我們希望能同時調(diào)節(jié)第一平行分量Tpl、第二平行分量Tp2的光程從而實現(xiàn)第一平行分量Tpl與第一垂直分量Rsl之間的光程差等于第二平行分量Τρ2與第二垂直分量Rs2之間的光程差，但是，由于入射光位置的關(guān)系，此時的第一平行分量Tpl、第二平行分量Tp2透射出偏振分光棱鏡以后，經(jīng)過的路徑卻不一樣，第一平行分量Tpl兩次經(jīng)過偏振分光膜S2，第二平行分量Τρ2直接從第五面S5出射,第一平行分量Tpl多經(jīng)過一次偏振分光膜S2,由于偏振分光膜S2具有一定的厚度，所以，此時第一平行分量Tpl與第一垂直分量Rsl之間的光程差就不等于第二平行分量Τρ2與第二垂直分量Rs2之間的光程差，如果想利用一種調(diào)節(jié)裝置(如用一塊等厚度的平行玻璃板)同時調(diào)節(jié)這兩路光的光程(Tpl、Tp2)，使其實現(xiàn)等相位是不可能的，只能利用不同厚度或者轉(zhuǎn)動不同角度的兩塊玻璃平板分別進行調(diào)節(jié)，這樣的方式不可取。如果入射的平行光數(shù)量增多，或者間距不等，該現(xiàn)象就更加明顯，雖然在大多時候可以通過調(diào)節(jié)來實現(xiàn)所有垂直方向P分量或者水平方向s分量的光經(jīng)過的路徑，但是這需要制作人員刻意的去實現(xiàn)，需要用肉眼及感光裝置去確定是否有光單獨經(jīng)過圖3中四棱鏡20的第五面S5，不光增加了制作步驟，浪費時間，還有可能因為入射光強度太弱或者波段特殊而無法觀察，大大增加了不確定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提供一種偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，方便安裝調(diào)試、體積小、成本低。
[0013]本發(fā)明提供一種偏振分光棱鏡，包括三棱鏡和四棱鏡；其中所述三棱鏡的橫截面為等腰直角三角形；
[0014]所述四棱鏡的橫截面為等腰梯形；
[0015]所述三棱鏡的斜面與所述四棱鏡的其中一底面之間膠合，且所述三棱鏡的斜面或所述四棱鏡的該底面上鍍有偏振分光膜；
[0016]該底面為等腰梯形中較長底邊所在的面。
[0017]如上所述的偏振分光棱鏡，優(yōu)選的是:
[0018]所述三棱鏡的直角面上均鍍有增透膜。
[0019]如上所述的偏振分光棱鏡，優(yōu)選的是:
[0020]所述四棱鏡中遠離所述偏振分光膜的另一底面上可以鍍有全反射膜。
[0021 ] 如上所述的偏振分光棱鏡，優(yōu)選的是:
[0022]所述等腰梯形較長底邊上的兩個內(nèi)角為45度。
[0023]如上所述的偏振分光棱鏡，優(yōu)選的是:
[0024]所述等腰梯形的較長的底邊與所述等腰直角三角形的斜邊長度相等。
[0025]本發(fā)明還提供一種基波干涉單元，至少包括承載板、固定在所述承載板上的一對偏振分光棱鏡、設(shè)在所述偏振分光棱鏡之間的光程補償器以及兩波片；
[0026]所述偏振分光棱鏡為上述任意實施例的偏振分光棱鏡；
[0027]兩所述偏振分光棱鏡中各一個非通光面固定在所述承載板上；
[0028]且兩所述偏振分光棱鏡中各自一直角面正對設(shè)置；
[0029]每一所述波片分別貼設(shè)在一個所述偏振分光棱鏡的另一直角面上。
[0030]本發(fā)明還提供一種梳狀分波器，包括基板和固定在所述基板上的入射光單元、分光單元、折射單元、基波干涉單元、諧波干涉單元、級聯(lián)反射單元、一次折射單元