[发明专利]光分束器及光学系统

说明书

本公开是关于一种光分束器，该光分束器包括：光束输入端，用于接收入射光束；光束输出端，用于供出射光束射出；以及超表面材料芯片，位于所述光束入射端及所述光束输出端之间，用于基于衍射效应，将从所述光束输入端输入的聚合光束分散成具有不同传播方向的多个衍射光束。通过本公开实施例中的光分束器能够实现输入的聚合光束在超表面材料芯片中发生衍射效应，从而产生多个衍射光束并分不同方向输出，进而实现入射光束分束射出。

技术领域

本公开涉及光学技术领域，尤其涉及一种光分束器及光学系统。

背景技术

光分束器是可将一束光分成两束光或多束光的光学装置。应用于光纤通信中的光分束器可将光纤中的能量分成想要的特定成分，以满足光纤通信需求。常规的光分束器大多基于波导耦合理论制备，其具有多个光束输出端口。但在具体应用时，现有光分束器的制作成本相对较高。

发明内容

一方面，本公开提供一种光分束器。

本公开实施例提供的光分束器包括：

光束输入端，用于接收入射光束；

光束输出端，用于供出射光束射出；以及

超表面材料芯片，位于所述光束入射端及所述光束输出端之间，用于基于衍射效应，将从所述光束输入端输入的聚合光束分散成具有不同传播方向的多个衍射光束。

在一些实施例中，所述超表面材料芯片包括：超表面层；

所述超表面层包括：多个单元粒子，用于将从所述光束输入端输入的聚合光束分散成具有不同传播方向的多个衍射光束。

在一些实施例中，所述多个单元粒子中包含：有体积不相同的所述单元粒子；其中，不同体积的所述单元粒子，形成的衍射光束的光斑面积不同。

在一些实施例中，多个所述体积不相同的所述单元粒子形成多个粒子阵列；

多个所述粒子阵列，横向周期性排列；

或者，

多个所述粒子阵列，纵向周期性排列；

或者，

多个所述粒子阵列，圆周向周期性排列。

在一些实施例中，还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜，位于所述超表面材料芯片与所述光束输出端之间，且所述超表面材料芯片位于所述聚焦透镜的焦点处。

在一些实施例中，经所述超表面材料芯片出射的所述衍射光束至少为三束，且任意三束所述衍射光束均从同一个出射位置以不同的传播方向呈圆锥状射出。

在一些实施例中，还包括：

位于所述聚焦透镜与所述光束输出端之间的输出准直器阵列；

所述输出准直器阵列包含的输出准直器的第一端面平行于所述聚焦透镜所在的平面。

在一些实施例中，还包括：

位于所述聚焦透镜与所述光束输出端之间的微透镜阵列，

所述微透镜阵列包含的微透镜所在的平面平行于所述聚焦透镜所在的平面。

在一些实施例中，所述光分束器还包括：

光纤，与所述输出准直器的第二端面连接；所述第二端面为所述第一端面的相反面。

在一些实施例中，还包括插拔槽，所述插拔槽位于光束入射端及所述光束输出端之间，所述超表面材料芯片插入所述插拔槽内。

另一方面，本公开还提供一种光学系统。

本公开实施例提供的光学系统包括上述一方面提供的光分束器。