[发明专利]改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的系统及方法

说明书

本发明属于微光机械领域，涉及一种改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的系统，包括：激光器、偏振片、耦合透镜、光纤偏振控制器、光纤、微纳光纤、密闭透明腔体，其中：激光器位于光纤一侧，激光经过偏振片和耦合透镜进入光纤进行传输，光纤偏振控制器处于光纤中间部分，光纤末端一段长度拉制为微纳光纤，且微纳光纤的末端端面倾斜，微纳光纤垂直放置于密闭透明腔体内。本发明通过调节输入微纳光纤的激光偏振，使得光纤末端发生偏折转变，不仅能够打破传统的单一非对称结构引起光力不平衡，还能够实现在光纤结构固定时，通过改变激励光源的偏振产生可控、多维度的光纤偏折。本发明还提供一种改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的方法。

技术领域

本发明属于微光机械领域，涉及一种改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的系统及方法。

背景技术

电磁波携带能量、线动量和角动量。光与物质相互作用的同时，他们之间的能量和动量相互交换，进而产生光力。近年来，关于光力的研究逐渐增多，使得光力的应用的场景也越来越广泛，比如，利用梯度力实现微粒的捕获和操纵，利用光子自身携带的角动量带动微齿轮发生旋转，利用光的辐射压力制造星际太阳帆等。有实验观察到连续波光源通过一段纳米光纤引起光纤形变，之后，对于微纳光纤受力分析的研究开始受到关注。在产生光纤偏折的方法中，光耦合进光纤进行传输，导致微纳光纤产生偏折。现有方法存在以下问题：

在光纤结构固定之后，现有方法只能产生在光纤的某一侧不为零的光力，即光纤末端只会偏向光纤结构不对称某一方向，不能实现更多维度的光纤偏转。同时，现有方法不能够实现在光纤结构不变的条件下产生可变、灵活的光纤偏转，这使得微纳光纤在实际应用中受到限制。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的系统。

本发明还提供一种改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的方法。

本发明采用如下技术方案：

改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的系统，包括：激光器、偏振片、耦合透镜、光纤偏振控制器、光纤、微纳光纤和密闭透明腔体，其中：激光器位于光纤一侧，由激光器发出的激光经过偏振片和耦合透镜进入到光纤进行传输，光纤偏振控制器处于光纤中间部分，光纤末端一段长度拉制为微纳光纤，且微纳光纤的末端端面倾斜，微纳光纤垂直放置于密闭透明腔体内。

优选地，所述光纤偏振控制器采用共轴光纤偏振控制器，包括：光纤偏振器固定半圆、光纤固定螺母、光纤挤压螺母和光纤旋转台，其中：光纤偏振器固定半圆用于固定光纤偏振器；光纤固定螺母用于夹持光纤；旋转光纤挤压螺母用于对光纤产生挤压作用，转动光纤旋转台用于使光纤发生扭转。

优选地，所述光纤偏振控制器通过旋转光纤挤压螺母对光纤施加压力，转动光纤旋转台使光纤发生扭转，光纤挤压螺母和光纤旋转台共同作用使光纤产生连续可调的双折射效应，通过调节光纤挤压螺母和光纤旋转台的组合，将光纤中传输的激光偏振态转换为所需的偏振态。

优选地，所述光纤偏振控制器还包括：光纤旋转台固定螺母，用于固定光纤旋转台。

优选地，系统还包括实验观察模块，观察模块包括显微镜与记录器，观察模块放置于透明腔体一侧，显微镜和微纳光纤末端对准以观察并记录微纳光纤的偏转情况。

优选地，所述光纤采用单模光纤，材料采用二氧化硅、硫系玻璃。

优选地，所述微纳光纤为光纤末端拉制的长度大于10μm、直径小于1μm的微纳光纤，且微纳光纤末端的端面倾斜，倾斜角度为10°-90°，微纳光纤结构关于x-z或y-z平面不对称。

改变输入激光偏振调节微纳光纤端面偏折的方法，包括：

从微纳光纤的一端输入一定偏振态的激光，微纳光纤末端会沿着相应的方向发生偏折。