一種基於保偏光纖的起偏器的製作方法

2023-11-30 23:59:31 2

本實用新型涉及一種光學儀器，特別是一種基於保偏光纖的起偏器。

背景技術：

起偏器是一種使非偏振光轉換為偏振光的器件，有線偏振起偏器與圓偏振起偏器之分。圓偏振起偏器的作用是使輸入光信號轉換為圓偏振光輸出，而線偏振起偏器的作用是使輸入光信號轉換為線偏振光輸出。根據線偏振起偏器的實現原理的不同，線偏振起偏器又可以分為吸收型線偏振起偏器和分光型線偏振起偏器。分光型線偏振起偏器是利用雙折射晶體，如使用尼克爾稜鏡或沃拉斯頓稜鏡，使輸入光信號分成兩束光，且至少一束為線偏振光，另一束為線偏振光或部分偏振光。吸收型線偏振起偏器是使用偏振片，將與偏振片透光軸方向不一致的偏振光吸收掉，而透射與偏振片透光軸方向相同的偏振光。

在基於自由空間量子通信系統研製過程中，一個關鍵的技術細節就是如何產生高品質的線偏振光，用於系統精細調節和性能測試。目前主流的方式是使用單模光纖出射，利用空間極化片的方式進行起偏，通過旋轉極化片的角度獲取偏振角度不同的線偏振光。現有的起偏器光纖和極化片分離，容易在震動影響下出現鬆動，導致出射偏振改變。通常只能在本地調節好之後使用，搬運到其他使用場所對於系統狀態會產生影響。自身組件較多，而且是分離的，體積和重量均較高，不便於攜帶。因此目前的起偏器存在諸多不足，存在造價昂貴、穩定性不足、不便於運輸和安裝的問題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，本實用新型的目的在於提供一種基於保偏光纖的起偏器。

本實用新型的技術方案為：一種基於保偏光纖的起偏器，包括保偏光纖，所述保偏光纖從連接端子的一端伸入，從另一端伸出並進入法蘭內，同時所述法蘭與連接端子互相連接，所述法蘭遠離連接端子的一側與可繞自身軸線旋轉的轉子相連接，當所述轉子轉動時將帶動保偏光纖一起轉動。

優選地，所述連接端子設有尾端、中端和頭端，所述中端和頭端均共軸線地設置在尾端的一個端面上，所述中端包裹在頭端之外，所述頭端沿軸線方向延伸的長度長於頭端沿軸線方向延伸的長度且兩者間形成有徑向間隙，所述頭端設有用於容納保偏光纖的容置腔，所述保偏光纖伸出容置腔之外，所述頭端的外表面上還設置有凸扣。

優選地，所述法蘭設有轉盤、芯部和外套圈，所述芯部和外套圈共軸線地設置於轉盤的一個端面上並在兩者之間形成有徑向間隙，所述芯部設有供保偏光纖穿入的光纖孔，所述外套圈上設置有一個缺口，當所述連接端子與法蘭相連接時，所述保偏光纖穿入光纖孔內，同時外套圈套設在頭端之上，且所述頭端上的凸扣與外套圈上的缺口相扣合。

優選地，所述轉盤上設有數個轉盤安裝通孔，所述轉子上也設置有與轉盤安裝通孔相對應的轉子安裝孔，當所述法蘭與轉子相連接時，所述轉盤上的轉盤安裝通孔與轉子上的轉子安裝孔穿有螺栓用於將兩者相連接。

優選地，所述光纖孔延伸至轉盤上並貫穿之，所述轉子上設置有與光纖孔相對應的光路孔。

優選地，所述轉子安裝在固定座上，所述固定座上設有固定座旋轉孔，所述轉子鑲嵌於固定座旋轉孔內且。

優選地，所述轉子上還設置有指針，所述固定座上設有刻度盤，所述轉子轉動時，所述指針同時轉動用於指示固定座上的刻度盤。

綜上所述，本實用新型具有以下優點：

本實用新型結構緊湊，穩定性強，方便易用，可以在幾種常用線偏振光模式下進行快速切換，而且能大幅度降低系統成本。

附圖說明

圖1為本實施例的爆炸示意圖；

圖2為圖1中保偏光纖和連接端子的剖面示意圖；

圖3為圖1中法蘭的結構示意圖；

圖4為圖1中法蘭的又一個視角的結構示意圖；

圖5為圖1中轉子的結構示意圖；

圖6為圖1中轉子的又一個視角的結構示意圖；

圖7為圖1中固定座的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施方式及附圖對本實用新型作進一步詳細、完整地說明。

如圖1-7所示,，一種基於保偏光纖的起偏器，包括保偏光纖1，所述保偏光纖1從連接端子2的一端伸入，從另一端伸出並進入法蘭3內，同時所述法蘭3與連接端子2互相連接，所述法蘭3遠離連接端子2的一側與可繞自身軸線旋轉的轉子4相連接，當所述轉子4轉動時將帶動保偏光纖1一起轉動。

所述連接端子2設有尾端21、中端22和頭端23，所述中端22和頭端23均共軸線地設置在尾端21的一個端面上，所述中端22包裹在頭端23之外，所述頭端23沿軸線方向延伸的長度長於頭端23沿軸線方向延伸的長度且兩者間形成有徑向間隙，所述頭端23設有用於容納保偏光纖1的容置腔11，所述保偏光纖1伸出容置腔11之外，所述頭端23的外表面上還設置有凸扣231。

所述法蘭3設有轉盤31、芯部32和外套圈33，所述芯部32和外套圈33共軸線地設置於轉盤31的一個端面上並在兩者之間形成有徑向間隙，所述芯部32設有供保偏光纖1穿入的光纖孔321，所述外套圈33上設置有一個缺口331，當所述連接端子2與法蘭3相連接時，所述保偏光纖1穿入光纖孔321內，同時外套圈33套設在頭端23之上，且所述頭端23上的凸扣231與外套圈33上的缺口331相扣合。

與普通的單模光纖不同，保偏光纖1中存在一個垂直於光束傳輸方向的特殊軸向光軸，其中傳輸的雷射是線偏振光且偏振方向沿光軸方向。在本實施例中，保偏光纖1跳線經過特殊設計，使用特殊接口，光纖光軸方向與法蘭3上的缺口331方向重合，以保證光纖出射雷射偏振方向與法蘭3上的缺口331方向一致。保偏光纖1的偏振保真度很高，通常超過30dB，因此本實施例可獲取保真度很高的偏振光。

法蘭3上的缺口331與連接端子2上的凸扣231進行連接，並通過螺杆和轉子4固定在一起。轉子4可以旋轉，主要用來進行擋位調節。轉子4轉動過程中，帶動保偏光纖1發生物理旋轉，改變光纖光軸方向，進而控制光纖出射雷射偏振方向。固定座5主要包含檔位顯示功能和外部固定接口。整個起偏器通過固定座5底部提供的螺孔與外部設備或者平臺連接固定。

在量子通信中，常使用0°，45°，90°和135°等四種不同的偏振態進行信息傳遞。在系統裝調過程中，需要切換入射光的偏振態，以調節和測量不同偏振態入射時系統的工作狀態和性能。因此本實施例中起偏器擋位設置為四擋，分別對應這四種偏振，一方面滿足量子通信中的偏振調節需求，另一方面，相比於所有角度旋轉可調，可以提高系統的穩定性。當起偏器旋轉到0檔時，輸出0°線偏振光；當調節到45檔時，輸出+45°線偏振光；當調節到90檔時，輸出90°線偏振光；當調節到135檔時，輸出135°(即-45°)線偏振光。

所述轉盤31上設有數個轉盤安裝通孔34，所述轉子4上也設置有與轉盤安裝通孔34相對應的轉子安裝孔41，當所述法蘭3與轉子4相連接時，所述轉盤31上的轉盤安裝通孔34與轉子4上的轉子安裝孔41穿有螺栓用於將兩者相連接。

所述光纖孔321延伸至轉盤31上並貫穿之，所述轉子4上設置有與光纖孔321相對應的光路孔42。

所述轉子4安裝在固定座5上，所述固定座5上設有固定座旋轉孔51，所述轉子4鑲嵌於固定座旋轉孔51內且。

所述轉子4上還設置有指針43，所述固定座5上設有刻度盤52，所述轉子4轉動時，所述指針43同時轉動用於指示固定座5上的刻度盤52。

本實施例提供了一種簡便易操作且穩定性高的線偏振光，可廣泛應用於需要使用偏振光進行裝調、檢測等領域，如光學元件製造，光學檢測，望遠鏡裝調，量子通信設備裝調與檢測，量子光學實驗平臺等。

同時本實用新型上述實施例僅為說明本實用新型技術方案之用，僅為本實用新型技術方案的列舉，並不用於限制本實用新型的技術方案及其保護範圍。採用等同技術手段、等同設備等對本實用新型權利要求書及說明書所公開的技術方案的改進應當認為是沒有超出本實用新型權利要求書及說明書所公開的範圍。