[发明专利]一种偏振控制器

说明书

技术领域

本发明涉及光学和激光领域，尤其涉及一种偏振控制器。

背景技术

在光学和激光领域中，常利用电光晶体、液晶、磁光材料或其它特殊光学材料，通过改变电压、电流、磁场实现对光偏振态的控制。

已有的偏振控制器主要包括光纤挤压/缠绕型、波片旋转型及液晶/电光调制等几种。其中，光纤挤压/缠绕型的偏振控制器主要通过使用压电陶瓷等器件对光纤施加不同方向的外力，从而产生应力双折射效应来改变偏振态，其优点是结构比较简单，成本比较低廉，但由于存在物理疲劳等因素，其性能不稳定，不能实现精确的控制；波片旋转型偏振控制器通过三片以上的半波片和四分之一波片级联，并用手控或电控方式旋转波片的主轴方向，以在不同方向上引入双折射，从而达到偏振控制的目的，这种方法比光纤挤压/缠绕型精确，但是由于需要波片的机械旋转，影响了控制的速度；液晶/电光调制型的偏振控制器利用液晶等晶体的电光效应引入不同方向的双折射进而控制偏振态，这类方法精度高、速度快，但是结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小、结构简单、制造成本低廉、控制精确高、控制速度快，并且不受温度影响的偏振控制器。

本发明采用以下技术方案：偏振控制器包括输入光纤、输出光纤、光学器件、以及光学器件的控制器，光学器件由四个取向45°的位相可调波片沿光路方向级联而成，其中两个是主控波片，另外两片为补偿波片，其中位相可调波片包括一对偏振分束棱镜或Walk-off晶体，在一对偏振分束棱镜或Walk-off晶体之间插入1/2波片或者o、e光光程差补偿片、电光材料和光学色散补偿平片，电光材料和光学色散补偿平片分别放置于偏振分束棱镜或Walk-off晶体输出的分束平行光路上，在电光材料两端接通电源，通过快速调制电光材料两端的电压，引起光程变化来调制光的偏振态。

上述的电光材料厚度和长度比为1∶10时，电光材料两端接通电源的电压为50V。

偏振控制器包括输入光纤、输出光纤、光学器件、以及光学器件的控制器，光学器件由四个取向45°的位相可调波片沿光路方向级联而成，其中两个是主控波片，另外两片为补偿波片，其中位相可调波片包括一对偏振分束棱镜或Walk-off晶体，在一对偏振分束棱镜或Walk-off晶体之间插入1/2波片或者o、e光光程差补偿片、一对楔角相等、相对两表面相互平行的光学楔角片和光学色散补偿平片，一对光学楔角片和光学色散补偿平片分别放置于偏振分束棱镜或Walk-off晶体输出的分束平行光路上，一个光学楔角片下设有压电陶瓷PZT上，压电陶瓷PZT驱动光学楔角片移动，引起光程变化来调制光的偏振态。

上述的一对光学楔角片光入射端设有光学平片。

上述的o、e光光程差补偿片由一片主轴与晶体的通光面平行的晶体平片构成。

上述的o、e光光程差补偿片由两片厚度相同折射率不同的光学平片构成。

上述的o、e光光程差补偿片由两片厚度不同折射率相同的光学平片构成。

偏振控制器包括输入光纤、输出光纤、光学器件、以及光学器件的控制器，光学器件由四个取向45°的位相可调波片沿光路方向级联而成，其中两个是主控波片，另外两片为补偿波片，其中位相可调波片包括一对偏振分束棱镜或Walk-off晶体，在一对偏振分束棱镜或Walk-off晶体之间插入索雷补偿器，索雷补偿器由一对光轴相互平行、楔角相等、相对两表面相互平行的晶体楔角片和光轴与其垂直的平行晶片构成，一个晶体楔角片下设有压电陶瓷PZT上，压电陶瓷PZT驱动光学楔角片移动，引起光程变化来调制光的偏振态。

上述的压电陶瓷PZT固定在固定架上。

本发明采用以上技术方案，通过快速调制电光材料两端的电压，可以引起光程变化，达到对光偏振态调制的目的。或者通过压电陶瓷PZT驱动光学楔角片移动，引起光程变化，达到对光偏振态调制的目的。压电陶瓷PZT体积小、价格便宜，使整个产品的结构简单、体积较小，制造成本低，同时采用以上技术的产品对光偏振态调制控制精确高、控制速度快，还不受温度影响的。

附图说明

图1为本发明偏振控制器的结构示意图；

图2为本发明偏振控制器的位相可调波片的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明偏振控制器的位相可调波片的另一个实施例的结构示意图；

图4为本发明偏振控制器的位相可调波片的又一个实施例的结构示意图

图5为本发明偏振控制器的位相可调波片中采用o、e光光程差补偿片的一个实施例的结构示意图；

图6为本发明偏振控制器的位相可调波片中采用o、e光光程差补偿片的一个实施例的结构示意图；