微光學光纖偏振器的製作方法

2023-05-09 23:43:11

專利名稱：微光學光纖偏振器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將注入的自然光轉換成線偏振光的微光學光纖偏振器。
背景技術：
光學偏振器是置於光源後用來將非偏振光轉化為偏振光的器件。經偏振器作用後的偏振光進入一光接收組件，如調製器等。
傳統光學系統的偏振器一般有兩種研磨型單模光纖偏振器和質子交換集成光學起偏器。研磨型偏振器的缺陷在於尾纖為單模光纖，單模光纖中不能保持偏振模式。倘若偏振器其後的器件為調製器等一些與偏振有關的器件，由於輸入的光的偏振模式的不確定從而使光學系統不穩定。質子交換集成光學起偏器，由於其製造機理，決定了器件的插入損耗較大(＞2.5dB)，製造成本高。

發明內容
為了克服上述偏振器的缺陷，本實用新型提出一種利用微光學原理的微光學光纖偏振器。
本實用新型的一種微光學光纖偏振器，由外套、保偏準直器、準直器、偏振片、磁環、連接橋組成，連接橋安裝在外套內，從左至右連接橋內安裝有準直器、偏振片、磁環、保偏準直器，磁環同偏振片膠粘連接在一起，磁環的另一面膠粘連接在保偏準直器的梯度透鏡上；所述的保偏準直器由梯度透鏡、毛細管、玻璃管、鍍金管和保偏光纖構成，保偏光纖安裝在毛細管內，梯度透鏡安裝在玻璃管內靠近磁環的一端，另一端安裝有毛細管，玻璃管外是鍍金管，鍍金管焊接在連接橋的內壁上；所述的準直器由梯度透鏡、毛細管、玻璃管、鍍金管和光纖構成，光纖安裝在毛細管內，梯度透鏡安裝在玻璃管內靠近偏振片的一端，另一端安裝有毛細管，玻璃管外是鍍金管，鍍金管焊接在連接橋的內壁上；所述的保偏準直器的梯度透鏡同準直器的梯度透鏡相對放置；所述的左、右端蓋膠粘在外套的兩端上；所述的保偏光纖的主軸與偏振片的主軸重合。
所述的微光學光纖偏振器，其工作溫度範圍是-40℃～+85℃。
所述的微光學光纖偏振器，可用在光纖陀螺、光纖電流傳感器、光纖水聽器。
本實用新型偏振器結構簡單、緊湊；插入損耗小於0.3dB；消光比高，其消光比可達40dB以上；溫度性能穩定，可在-40℃～+85℃溫度範圍內工作；該微光學光纖偏振器可批量生產。


圖1是本實用新型的剖視圖。
圖中 1.外套2.保偏準直器 3.準直器4.保偏光纖5.光纖 6.偏振片 7.磁環8.連接橋9.毛細管10.玻璃管 11.鍍金管 12.梯度透鏡 13.梯度透鏡 14.毛細管15.玻璃管 16.鍍金管 17.左端蓋18.右端蓋具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
請參見圖1所示，本實用新型的一種將注入的自然光轉換成線偏振光的微光學光纖偏振器，它利用微光學原理製作而成，它由外套1、保偏準直器2、準直器3、偏振片6、磁環7、連接橋8組成，連接橋8安裝在外套1內，從左至右連接橋8內安裝有準直器3、偏振片6、磁環7、保偏準直器2，磁環7同偏振片6膠粘連接在一起，磁環7的另一面膠粘連接在保偏準直器2的梯度透鏡13上；所述的保偏準直器2由梯度透鏡13、毛細管14、玻璃管15、鍍金管16和保偏光纖4構成，其保偏光纖4安裝在毛細管14內，保偏光纖4一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡13相對放置，其梯度透鏡13安裝在玻璃管15內靠近磁環7的一端，玻璃管15的另一端安裝有毛細管14，玻璃管15外是鍍金管16，鍍金管16焊接在連接橋8的內壁上；所述的準直器3由梯度透鏡12、毛細管9、玻璃管10、鍍金管11和光纖5構成，其光纖5安裝在毛細管9內，光纖5一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡12相對放置，其梯度透鏡12安裝在玻璃管10內靠近偏振片6的一端，玻璃管10的另一端安裝有毛細管9，玻璃管10外是鍍金管11，鍍金管11焊接在連接橋8的內壁上；所述的保偏準直器2的梯度透鏡13同準直器3的梯度透鏡12相對放置；所述的保偏光纖4的主軸同偏振片6的主軸重合。偏振片6可以是晶體起偏器或薄膜起偏器。
在實際使用中，當自然光穿過準直器3、偏振片6、磁環7和保偏準直器2後，從輸入端的自然光經梯度透鏡12準直後成為空間平行光，經過偏振片6後成為線偏振光，再經過梯度透鏡13匯聚到輸出端光纖便是經轉換的線偏振光。
本實用新型的偏振器，在加工製作上可先將磁環7和偏振片6用膠連接，再將貼有偏振片6的磁環7同保偏準直器2的梯狀透鏡13用膠固定在一起，準直器3和套有磁環7的保偏準直器2在連接橋8內對準並用焊錫焊接在連接橋8上，在連接橋8外由外套1將其封裝，外套1與左端蓋17和右端蓋18用膠粘劑膠合，形成一個完整的器件。保偏準直器2和準直器3為自製器件。在本實用新型中，光纖與梯狀透鏡耦合可製成準直器，如果光纖為保偏光纖，則準直器叫保偏準直器；如果光纖為單模光纖，則準直器叫單模準直器。
本實用新型的偏振器經測試，其插入損耗小於0.3dB；消光比可達40dB以上；工作環境溫度為-40℃～+85℃。
本實用新型的偏振器體積小，一般可加工Φ5.5mm×40mm，其製作工藝簡單，易於批量化生產；並能在任何場合使用，其溫度性能穩定，可在-40℃～+85℃溫度範圍內工作，較佳溫度工作為-20℃～+50℃；該產品尤其適用於在全光纖傳感器中的應用。
權利要求1.一種微光學光纖偏振器，其特徵在於由外套(1)、保偏準直器(2)、準直器(3)、偏振片(6)、磁環(7)、連接橋(8)組成，連接橋(8)安裝在外套(1)內，從左至右連接橋(8)內安裝有準直器(3)、偏振片(6)、磁環(7)、保偏準直器(2)，磁環(7)同偏振片(6)膠粘連接在一起，磁環(7)的另一面膠粘連接在保偏準直器(2)的梯度透鏡(13)上；所述的保偏準直器(2)由梯度透鏡(13)、毛細管(14)、玻璃管(15)、鍍金管(16)和保偏光纖(4)構成，其保偏光纖(4)安裝在毛細管(14)內，保偏光纖(4)一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡(13)相對放置，其梯度透鏡(13)安裝在玻璃管(15)內靠近磁環(7)的一端，玻璃管(15)的另一端安裝有毛細管(14)，玻璃管(15)外是鍍金管(16)，鍍金管(16)焊接在連接橋(8)的內壁上；所述的準直器(3)由梯度透鏡(12)、毛細管(9)、玻璃管(10)、鍍金管(11)和光纖(5)構成，其光纖(5)安裝在毛細管(9)內，光纖(5)一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡(12)相對放置，其梯度透鏡(12)安裝在玻璃管(10)內靠近偏振片(6)的一端，玻璃管(10)的另一端安裝有毛細管(9)，玻璃管(10)外是鍍金管(11)，鍍金管(11)焊接在連接橋(8)的內壁上；所述的保偏準直器(2)的梯度透鏡(13)同準直器(3)的梯度透鏡(12)相對放置；所述的保偏光纖(4)的主軸與偏振片(6)的主軸重合；所述的左、右端蓋(17、18)膠粘在外套(1)的兩端上。
2.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於所述的偏振片(6)可以是晶體起偏器或薄膜起偏器。
3.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於所述的偏振片(6)與準直器(3)的間距為2～3mm。
4.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於所述的準直器(3)的光纖(5)可以是保偏光纖、單模光纖。
5.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於所述的毛細管(9、14)直徑為2.5+0.2mm，其為玻璃材質。
6.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於該偏振器的工作溫度範圍是-40℃～+85℃。
7.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於該偏振器的工作溫度範圍是-20℃～+50℃。
8.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於該偏振器的消光比可達40dB以上。
9.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於該偏振器的插入損耗小於0.3dB。
10.根據權利要求1所述的微光學光纖偏振器，其特徵在於可用在光纖陀螺、光纖電流傳感器、光纖水聽器。
專利摘要本實用新型公開了一種可將自然光轉換成線偏振光的微光學光纖偏振器，它利用微光學原理製作而成，它由外套、保偏準直器、準直器、偏振片、磁環、連接橋組成，連接橋安裝在外套內，從左至右連接橋內安裝有準直器、偏振片、磁環、保偏準直器。該裝置經輸入端光纖中的自然光經梯度透鏡準直後成為空間平行光，經過偏振片後成為線偏振光，再經過梯度透鏡匯聚到輸出端光纖。本實用新型的裝置結構簡單、緊湊；溫度性能穩定，可在－40℃～+85℃溫度範圍內工作。
文檔編號G02B6/27GK2672673SQ20042000346
公開日2005年1月19日 申請日期2004年2月12日 優先權日2004年2月12日
發明者馮麗爽, 趙晶晶, 徐宏傑, 王夏霄, 唐清善, 張春熹 申請人:北京航空航天大學