[实用新型]一种偏振模式转换器

说明书

本申请涉及一种偏振模式转换器，包括基底晶片、光波导、金属电极、缓冲层薄膜、光纤晶体载块和保偏光纤；光波导形成于基底晶片的表面，且光波导为锌扩散光波导或氧化锌扩散光波导；金属电极放置于光波导的上方；缓冲层薄膜放置于基底晶片与金属电极之间；保偏光纤放置于光纤晶体载块中，并经由光纤晶体载块与光波导耦合连接，解决了现有技术中偏振模式转换器难以适用于激光光功率较高的领域的技术问题的技术问题，达到了具有更高的光损伤阈值，更适合应用于激光光功率高的光路系统以及近红外至可见光波段的光路系统，光波导的偏振相关损耗更低，正交偏振光波形成的干涉光的消光比或对比度更高的技术效果。

技术领域

本申请涉及量子光学和量子通信技术领域，尤其涉及一种偏振模式转换器。

背景技术

目前，基于电光晶体线性电光效应的偏振模式转换器具有很高的转换速度(10ns～100ns)，在基于光纤技术的光纤通信系统、光纤传感系统和量子技术中有着十分广泛的应用。近红外至可见光波段(例如600～1100nm)是量子信息存储、激光冷却与俘获、量子频标以及量子保密通信等领域广泛使用的光波波段，因此可工作于该波段的光纤偏振转换器对于光路系统的偏振控制有着重要的作用。

然而，在现有技术中，偏振模式转换器一般采用在铌酸锂晶体上制作基于光波导的相位调制器以实现正交偏振模式之间的相位延迟。目前铌酸锂晶体光波导的制备技术主要是钛扩散和质子交换，其中质子交换光波导由于只能传输一个偏振模式因而无法支持正交偏振态光波同时传输及相位延迟控制的功能。钛扩散光波导可以支持正交偏振模式的光波的同时传输，也是现有铌酸锂偏振模式转换器所采用的光波导。但是，采用钛扩散光波导的偏振模式转换器由于其较低的光损伤阈值(一般不超过100mW)，因此很难在激光光功率较高的领域得以应用。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

1、采用钛扩散形成的钛扩散光波导的光损伤阈值低、偏振相关损耗高，导致现有的偏振模式转换器难以应用于激光光功率较高的领域；

2、采用质子交换形成的质子交换光波导只能传输一个偏振模式，无法支持正交偏振态光波的同时传输的功能。

实用新型内容

为了解决上述现有的偏振模式转换器难以适用于激光光功率较高的领域的技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供一种偏振模式转换器。

第一方面，本申请提供了一种偏振模式转换器，其特征在于，包括：基底晶片、光波导、金属电极、缓冲层薄膜、光纤晶体载块和保偏光纤；

所述光波导形成于所述基底晶片的表面，且所述光波导为锌扩散光波导或氧化锌扩散光波导；

所述金属电极放置于所述光波导的上方；

所述缓冲层薄膜放置于所述基底晶片与所述金属电极之间；

所述保偏光纤与所述光波导耦合连接。

可选的，所述保偏光纤的慢轴方向与所述基底晶片的光轴成45°对轴角度。

可选的，形成所述光波导的条形金属锌薄膜或条形氧化锌薄膜的宽度在1μm～20μm，薄膜厚度在10nm～300nm。

可选的，所述光波导为直条形状，所述光波导的输入端口和输出端口分别经由一个光纤晶体载块耦合连接一根所述保偏光纤。

可选的，所述光纤晶体载块上设有用于放置所述保偏光纤的光纤放置口，每一根所述保偏光纤和所述光纤放置口之间均填充有紫外胶水并使用紫外光曝光固化充分。

可选的，所述金属电极的构成方式为集总式结构或共面行波式结构。

可选的，对于集总式电极结构，所述金属电极包括第一电极分支和第二电极分支，且所述第一电极分支和所述第二电极分支分别放置于所述光波导上方的左右两侧。