[发明专利]具有优化旋扭率函数的旋光纤四分之一波片及制备方法

权利要求书

1.一种具有优化旋扭率函数的旋光纤四分之一波片，其特征在于：该旋光纤四分之一波片为变速旋扭光纤，变速旋扭光纤有一个光纤变速旋扭段，其旋扭率变化满足函数：

0<z<L，其中L_B是双折射光纤的拍长，L是光纤变速旋扭段的归一化长度，L是变速旋扭光纤的实际总长度l与L_B的比值；参数z是指光纤变速旋扭段中的任一点离开起始点的长度，且该长度已对L_B归一化，即以L_B相除；τ_L是指光纤变速旋扭段在z＝L处的最大旋扭率，单位是弧度/mm；该旋光纤四分之一波片将线偏振光转换为圆偏振光，圆偏振光的椭圆度用解析公式来表示，其中是最大归一化旋扭率，当Q_L取值范围为8～10，L取值范围为4～20，可找到最大归一化旋扭率和光纤变速旋扭段的归一化长度，保证P≤0.0628，其对应的四分之一波片的相位延迟量为90°±3.6°。

2.根据权利要求1所述具有优化旋扭率函数的旋光纤四分之一波片，其特征在于：所述的光纤的变速旋扭部分为熊猫型、领结型、椭圆芯型、多孔型或光子晶体型的双折射光纤。

3.根据权利要求1所述具有优化旋扭率函数的旋光纤四分之一波片，其特征在于：所述的双折射光纤的拍长L_B为2mm～10mm。

4.根据权利要求1所述具有优化旋扭率函数的旋光纤四分之一波片，其特征在于：所述的光纤变速旋扭段的长度l为20mm～200mm，最大旋扭率τ_L的取值范围为2π/mm～8π/mm。

5.一种制备根据权利要求1～4中任一项所述具有优化旋扭率函数的旋光纤四分之一波片的方法，其特征在于：该方法的具体步骤为：根据等效相位延迟误差的预定指标要求，首先确定所需出射光的偏振椭圆度P值，P≤0.0628，得到变速旋扭段的归一化长度L与最大归一化旋扭率Q_L的约束关系再根据基体光纤的拍长值，2mm≤L_B≤10mm，变速旋扭段的光纤长度20mm≤l≤200mm和最大旋扭率2π/mm≤τ_L≤8π/mm；制作时，将双折射光纤的一端固定在光纤夹持器上，另一端固定在旋转电机的中心轴上，采用加热元件将双折射光纤加热软化，将加热元件固定在电控位移台上，以恒定的平移速度v＝0.25mm/s沿光纤移动，同时开启旋转电机，电机转速按照旋扭率变化函数τ(z)的值由零逐渐增大，当加热元件移动l距离后，电机转速恰好达到最大值vτ_L，0.5π/s≤vτ_L≤2π/s，这样制作出来的变速旋扭光纤就是满足等效相位延迟量指标要求90°±3.6°的旋光纤四分之一波片。