[发明专利]一种柱矢量光纤隔离器及光学设备

说明书

本发明提供一种柱矢量光纤隔离器及光学设备，涉及光学设备领域，柱矢量光纤隔离器包括第一偏振分束器、第二偏振分束器、第一光学部件和第二光学部件，第二偏振分束器与第一偏振分束器间隔设置，第二偏振分束器与所述第一偏振分束器关于设定轴对称。第一光学部件设置于第一偏振分束器与第二偏振分束器之间，第一光学部件适于使穿过第一光学部件的入射光的偏振方向顺时针旋转第一角度。第二光学部件适于使沿正向穿过第二光学部件的入射光的偏振方向逆时针旋转第二角度，并使沿反向穿过第二光学部件的入射光的偏振方向顺时针旋转第三角度。柱矢量光纤隔离器对空间均匀偏振光束与空间非均匀偏振光束均适用，具有结构简单和可靠性高的优点。

技术领域

本发明涉及光学设备领域，尤其涉及一种柱矢量光纤隔离器及光学设备。

背景技术

光与物质相互作用过程中电矢量起主导作用，因此通常称电矢量方向为光束的偏振方向。作为光的重要特征之一，偏振以及光与物质的相互作用是诸多光学设备和光纤放大器的设计基础。过去大多数对光的研究都围绕着空间分布均匀的光束，例如线偏光、圆偏光、椭圆偏振光等，这些光在传播方向的横截面上任意位置的偏振方向都是一致的，即它们的偏振态在光束的横向截面上呈均匀分布。柱矢量光（Cylindrical Vector Beam, CVB）不同于上述均匀偏振光，这种光的偏振方向在垂直于传播方向的横截面上的分布是不均匀的，且关于光斑中心呈现中心对称的形式，与传统光束的高斯型强度分布不同，柱矢量光束的中心存在偏振奇点。

光纤隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件，其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性，通过起偏和检偏等操作，最终造成正向传输光损耗小，反向传输光损耗大。其在激光技术以及光通信领域被广泛应用。光纤隔离器的使用过程中，无论是偏振相关型隔离器，还是偏振无关型隔离器，都会造成光束偏振方向的旋转，这种旋转对于传统的空间均匀偏振的光束没有什么影响，而对于空间非均匀偏振光束，例如柱矢量光（包括径向偏振光、角向偏振光），当柱矢量光通过传统的偏振相关型光纤隔离器时，由于偏振器的存在，会将柱矢量光变为线偏振光；当柱矢量光通过传统的偏振无关型光纤隔离器时，会将柱矢量光的水平偏振光分量旋转成垂直偏振光分量，将垂直偏振光分量旋转成水平偏振光分量。由此可见，无论是偏振相关型光纤隔离器，还是偏振无关型光纤隔离器，都会破坏柱矢量光的偏振状态。所以针对在空间呈非均匀分布的偏振光束时，传输的光纤隔离器便不再适用。

在光纤放大器中，光纤隔离器是不可或缺的器件，然而在柱矢量光纤放大器中，传统的光纤隔离器并不适用，这就导致了柱矢量光纤放大器中往往会引入空间器件，由于空间器件的插入，导致系统可靠性较差，严重限制了柱矢量光纤放大器在实际应用中推广。

发明内容

本发明提供一种柱矢量光纤隔离器，用以解决现有的光纤隔离器无法适用柱矢量光和可靠性差的问题。

本发明实施例提供一种柱矢量光纤隔离器，包括：

第一偏振分束器；

第二偏振分束器，与所述第一偏振分束器间隔设置，第二偏振分束器与所述第一偏振分束器关于设定轴对称；

第一光学部件，设置于所述第一偏振分束器与所述第二偏振分束器之间，所述第一光学部件适于使穿过所述第一光学部件的入射光的偏振方向顺时针旋转第一角度；

第二光学部件，设置于所述第一光学部件与所述第二偏振分束器之间，所述第二光学部件适于使沿正向穿过所述第二光学部件的入射光的偏振方向逆时针旋转第二角度，并使沿反向穿过所述第二光学部件的入射光的偏振方向顺时针旋转第三角度。

根据本发明实施例提供的一种柱矢量光纤隔离器，还包括第一导光件和第二导光件，所述第一导光件与所述第一偏振分束器的第一进光侧连接，所述第二导光件与所述第二偏振分束器的第一进光侧连接。

根据本发明实施例提供的一种柱矢量光纤隔离器，所述第一导光件和所述第二导光件均为光纤。