[实用新型]亚波长光栅偏振器

说明书

技术领域

本实用新型属于光学器件领域，具体涉及一种能够增加偏振光透过率的亚波长光栅偏振器。

背景技术

光栅作为一种常用的光学元件，在各类光学系统中起着重要的作用。自20世纪80年代V.V.Nevdakh等研究了光栅的偏振特性后，亚波长偏振光栅以良好的偏振特性、体积小及易于集成等特点成为近年来的研究热点。理论和实验都表明，当光栅周期接近或者小于入射光波长时，光栅将表现出较强的偏振特性。利用光栅的偏振特性，可以制作各种偏光器件，如偏振器、偏振分束器、偏振型彩色滤光片等。此外，具有偏振特性的光栅还广泛的应用在光纤通讯、液晶显示、偏振LED和偏振成像等领域。

传统的偏振器大都由具有双折射特性的天然晶体或具有偏振选择特性的膜结构制作而成。例如波片可通过解理石英或云母晶体而制成。但这些传统的偏振器的偏振光透过率较弱，虽然随着集成波片级数的增加可增加偏振光的透过率，但厚度也随之增大，从而使其对波长和温度极其敏感。因此，如何在保持适当光栅槽深的情况下提高光栅偏振器的偏振光透过率成为目前偏振器研究的一个难点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种亚波长光栅偏振器，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型所提供的亚波长光栅偏振器包括光栅部和至少具有两个相对向的表面的基底部,其特征在于：其中，光栅部具有多个光栅单元，光栅单元至少分布在一个表面上,光栅单元具有多层台阶层，随着台阶层数的增加每层台阶层的占空比呈规律性变化。

另外，本实用新型所提供的亚波长光栅偏振器还可以具有这样的特征：其中，光栅单元分布在两个相对向的表面上。

另外，本实用新型所提供的亚波长光栅偏振器还可以具有这样的特征：其中，光栅单元的光栅槽深选自100-400nm中任意数值，优选200nm。

另外，在本实用新型所提供的亚波长光栅偏振器还可以具有这样的特征：其中，光栅单元具有至少一个金属薄片。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所提供的亚波长光栅偏振器，由于光栅单元具有多层台阶层，台阶层的占空比向着基底部方向呈规律性变化，从而使得该偏振器的偏振光透过率显著增加，光学性能显著优化。

附图说明

图1是对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的结构示意图；

图2是对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的偏振光透过率、消光比与占空比的曲线图；

图3是实施例一所提供的亚波长光栅偏振器的结构示意图；

图4是实施例一所提供的亚波长光栅偏振器与对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的偏振光透过率的曲线图；

图5是实施例一所提供的亚波长光栅偏振器与对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的消光比的曲线图；

图6是实施例二所提供的亚波长光栅偏振器与对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的偏振光透过率的曲线图；

图7是实施例三所提供的亚波长光栅偏振器与对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的偏振光透过率的曲线图；以及

图8是实施例四所提供的亚波长光栅偏振器的偏振光透过率与台阶层数的曲线图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型所涉及的亚波长光栅偏振器的具体实施形态做具体说明。

<对比实施例>

图1是对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的结构示意图。

如图1所示，本对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器1包括材料为K9玻璃的基底部2和位于基底部2的一个表面上的光栅部3，光栅部3的光栅周期p为200nm，光栅槽深h为60nm。光栅部3包括多个光栅单元4，光栅单元4为单层的矩形铝薄片，薄片的占空比f=ω/p，式中ω为铝薄片的线宽。入射光从下到上垂直入射。

图2是对比实施例所提供的亚波长金属光栅偏振器的偏振光透过率、消光比与占空比的曲线图。

假设入射光的波长为550nm，随着占空比从0至1逐渐增加，如图2所示，TM偏振光透过率逐渐降低，消光比随占空比的增加先增加后急剧减小。

因此，对于固定周期的金属光栅来说，随占空比的变化，偏振光透过率与消光比是一对矛盾量，无法同时提高消光比和偏振光透过率。

<实施例一>

图3是实施例一所提供的亚波长光栅偏振器的结构示意图。