一种新型偏振分束器的研制
偏振合束器原理范文
偏振合束器原理范文
偏振分束器是一种可以将不同偏振方向的光分离的光学元件。
它通常
是由具有特殊结构的介质制成的。
其原理基于波长的降低，在具有适当的
结构的介质中，根据光的偏振状态，光的传播速度和折射率会有所不同。
偏振分束器会根据光的偏振状态的不同，将不同偏振方向的光束分离出来。
偏振合束器是一种可以将分离的不同偏振方向的光束再次合并成一个
单一的偏振光束的光学元件。
它通常是由具有特殊结构的介质制成的。
其
原理也与波长有关，根据不同偏振方向的光束在特殊结构介质中传播的方式，使得它们在特定的位置再次重叠。
具体来说，偏振合束器的原理可以通过倍频晶体的非线性光学效应来
实现。
倍频晶体有一个非中心对称的晶胞结构，可以对入射光进行频率加倍。
当不同方向的偏振光束入射到倍频晶体中时，由于晶胞的对称性不同，它们在晶体中的相位差会有所不同，从而导致频率加倍效应也有所不同。
因此，经过倍频晶体后，不同偏振方向的光束会在不同的位置重叠，从而
实现偏振合束的效果。
除了倍频晶体，还有其他一些原理可以实现偏振合束器。
例如，通过
使用具有特殊结构的波导，可以实现对不同偏振方向光束的分离和重叠。
通过改变波导的结构参数，可以实现对不同偏振方向光束的分离和重叠的
调节。
pbs偏振分束器工作原理
pbs偏振分束器工作原理PBS偏振分束器是一种常用的光学器件，它能将入射光线按照垂直和水平方向的偏振方向分离出来。
它的工作原理是基于菲涅尔衍射原理以及偏振分光器的原理。
首先，我们来了解一下偏振分光器的工作原理。
偏振分光器是一种利用光的偏振特性将光线分离的器件。
一个典型的偏振分光器包括一个玻璃棱镜以及一些偏振片。
当入射光线经过玻璃棱镜时，因为不同偏振方向的光在玻璃棱镜中传播速度不同，导致不同偏振方向的光线会被分离出来。
这一分离效果可以通过添加偏振片来进一步增强。
PBS偏振分束器则是在偏振分光器的基础上进行改进而得到的一种光学器件。
它通常由两个平面后面的偏振片和一个玻璃棱镜组成。
玻璃棱镜用来将入射光线在垂直方向上分离，而两个后面的偏振片则用来将垂直方向上的光线按照偏振方向分离开来。
具体而言，偏振片的偏振方向应该与玻璃棱镜折射后的光线垂直方向相同。
这样，在光线经过偏振片时，偏振片只能透过和其偏振方向相同的光线，而无法透过垂直方向上的光线。
通过这种设计，PBS偏振分束器能够将光线按照垂直和水平方向的偏振方向分离出来。
这一性质使得PBS偏振分束器在许多光学应用中都得到了广泛的应用。
比如，在液晶显示器中，PBS偏振分束器能够将白光分离成红、绿、蓝三种光线，以便于显示不同的颜色。
在激光器中，PBS偏振分束器能够将激光器输出的光线按照垂直和水平方向进行分离，以便于进行精密加工和焊接等工艺。
总之，PBS偏振分束器是一种非常重要的光学器件，它能够实现光线的偏振分离，具有广泛的应用前景。
对其工作原理的深入理解，不仅可以帮助我们更好的了解光学器件的原理，也能够为光学应用领域的发展提供有益的参考。
光学pbs的原理
光学pbs的原理光学PBS（偏振分束器，Polarizing Beam Splitter）是一种常用的光学元件，其原理是利用特殊的材料和构造，将入射光按照偏振方向分成两束，其中一束透射，另一束反射。
PBS常用于光学仪器和设备中，用于分离或合并不同偏振方向的光线。
光学PBS的基本构造是由两个折射率不同的介质组成的复合结构。
其中一个介质具有较高的折射率，另一个介质折射率较低。
这两个介质的界面通过抛光或涂覆等方法使得界面较为平坦，减小反射和散射。
在光学PBS的结构中，一束入射光线从一个介质（通常是玻璃）射入另一个介质（通常是偏振材料或薄膜）。
由于两个介质的折射率不同，入射光线在其中一个介质与另一个介质的界面上会产生反射和折射。
反射光线和折射光线的偏振方向根据入射光线的偏振方向和两个介质的折射率确定。
当入射光线的偏振方向与PBS的结构中的边界平行时，入射光线只会发生反射，折射光线几乎不存在。
这是因为在这个边界上，两个介质的折射率差异最大，反射光线的偏振方向与入射光线的偏振方向相同。
当入射光线的偏振方向与PBS的结构中的边界垂直时，入射光线只会发生折射，反射光线几乎不存在。
这是因为在这个边界上，两个介质的折射率差异最小，折射光线几乎与入射光线的偏振方向相同。
当入射光线的偏振方向介于平行和垂直于结构边界之间时，入射光线会发生部分反射和部分折射。
这是因为在这种情况下，折射光线和反射光线的偏振方向分别是沿入射面与法线之间的偏振方向和垂直于入射面的偏振方向。
通过以上原理，光学PBS将入射光线按照偏振方向分成两束光线，其中一束光线透射通过PBS，另一束光线反射回去。
透过率和反射率取决于入射光线的偏振方向与PBS结构边界之间的夹角。
在设计PBS时，我们可以根据具体需求选择合适的材料和结构参数，来实现不同的分束比例和偏振特性。
总结来说，光学PBS是一种通过利用折射率不同的介质和特殊结构，将入射光线按照偏振方向分成两束光线的光学元件。
光通信用偏振分束器的分析与验证
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光 通 信 用 偏 振 分 束 器 的分 析 与 验 证
许 放 刘 颖 力 ， 尚 清。 ， 萧
（ ． 子科 技 大学 成 都 学 院 电子 工 程 系 ， Ｊ １电 Ｎ Ｉ成 都 ６ １ ３ Ｊ １ ７ １；２ ．电 子 科 技 大 学 微 固学 院 ， ＪＩ 都 ６０ ５ ； Ｎ 成 Ｊ １０ ４
维普资讯
第 ２ 卷第 ３ ９ 期 ２０ 年６ ０７ 月
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文章 编 号 ：０ ４２ ７ （ ０ ７ ０—３ ７０ １ ０—４ ４ ２ ０ ）３０ ４—３
偏振分束器 光路
偏振分束器（PBS）是一种光学器件，用于将输入光分解成偏振正交的两束光。
在光环行器的工作原理中，偏振分束器起到了关键作用。
当光从端口1输入时，偏振分束器（PBS）将其分离成水平和垂直偏振光。
垂直偏振光被折射，并沿上面的光路传输，而水平偏振光则沿下面的光路传输。
这两束光分别进入法拉第旋转器和旋光板，它们的作用是将光的偏振面旋转45°。
这样，原来的垂直偏振光变为水平偏振光，反之亦然。
然后，这两束光被另一个偏振分束器合到一起，并从端口2输出。
这就是偏振分束器在光环行器中的光路作用。
此外，偏振分束器还可以反向应用，将两束从保偏光纤分支输入的正交偏振光束耦合到一根单模输出光纤中，因此也被称为偏振合束器（PBC）。
偏振分束器的工作原理是对入射光线进行分束，使出射光从垂直入射面和平行入射面两个振动方向输出的过程。
偏振分束器的实现技术包括光纤型偏振分束器和平面波导型偏振分束器。
光纤型偏振分束器又分为光子晶体光纤型、金属光栅型和双折射棱镜型等。
其中，双折射棱镜型是典型的偏振分束器。
总的来说，偏振分束器在光学系统中起到了关键作用，特别是在需要控制光的偏振状态和方向的应用中。
偏振分束器原理
偏振分束器原理偏振分束器是利用偏振镜和半透明镜的特性制作而成的，常常用于实现光的分光。
下面我们将以分步骤的方式阐述偏振分束器原理。
1. 偏振镜的作用偏振镜是一种光学元件，能够选择出单向振动方向的光线。
当光线经过偏振镜时，偏振镜只允许光线振动方向在特定方向上的光通过，而将垂直于该方向上光线振动方向的光全部吸收掉，这种光学效应被称为偏振效应。
2. 半透明镜的作用半透明镜是一种具有折射和反射双重功能的光学元件。
当光线垂直射向半透明镜时，半透明镜既可以兼具反射和透射的功能，从而将光线分成两路。
这种光学效应被称为半透明效应。
3. 偏振分束器的构造偏振分束器由两个偏振镜和一个半透明镜组成。
光线首先经过一个偏振镜，然后再经过一个半透明镜。
半透明镜将光线分成两路，其中一路透过半透明镜，而另一路被半透明镜反射。
经过反射之后，这路光线又经过了第二个偏振镜。
由于第二个偏振镜的方向与第一个偏振镜的方向不同，因此只有通过了第一个偏振镜的同样方向振动的光线才能通过第二个偏振镜。
4. 偏振分束器的应用偏振分束器的主要应用是将光线分成两路，实现光的分光。
在医学、化学、生物学等多个领域中，经常需要对不同颜色的光线进行分离和分析。
而偏振分束器可以根据光线的振动方向将光分成两路，从而实现颜色分离的效果。
同时，由于偏振分束器的结构紧凑，体积比较小，在实际应用中非常方便。
总之，偏振分束器原理是利用偏振镜和半透明镜的特性制作而成的，主要用于光的分光。
它具有结构紧凑、操作方便等特点，在医学、化学、生物学等多个领域中被广泛应用。
一种剪切差可调的平行偏振分束器[发明专利]
![一种剪切差可调的平行偏振分束器[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2ab6a557960590c69fc37680.png)
专利名称：一种剪切差可调的平行偏振分束器专利类型：发明专利
发明人：韩培高,牛明生,张霞,郝殿中,宋连科申请号：CN201610888104.X
申请日：20161012
公开号：CN106291963A
公开日：
20170104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及偏光技术应用领域，特别涉及一种剪切差可调节的平行偏振分束器。
包含两块相同的冰洲石直角棱镜，棱镜通光面为一直角面和斜面，两通光面夹角为16°，棱镜光轴平行于两通光面所交的棱，两棱镜通光斜面平行放置，中间间距可调。
通过调节两棱镜间的间距，可以调节平行偏振分束光的剪切差，剪切差与两棱镜的间距成线性的正比例关系，该分束器可以正反方向使用，在两直角棱镜总体积小于0.5cm的情况下，剪切差最大可达14mm。
申请人：曲阜师范大学
地址：273165 山东省济宁市曲阜市静轩西路57号曲阜师范大学
国籍：CN
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PBS分束器的原理及应用
PBS分束器的原理及应用1. 引言PBS（Polarization Beam Splitter）分束器是一种常见的光学器件，用于将输入的光束按照不同的偏振态分离。
它在许多光学和光电子应用中起到关键作用，如光通信、光纤传感和激光器输出控制等。
本文将介绍PBS分束器的工作原理以及其在各个领域的应用。
2. PBS分束器的工作原理PBS分束器的工作基于其结构特点，通常由两个厚度适当的玻璃片和一个透镜组成。
其工作原理是利用偏振光的传递和反射特性，将输入的偏振光束分离成两个偏振态垂直的输出光束。
2.1 偏振光的特性偏振光是沿着特定振动方向传播的光束，具有振幅和相位的变化。
在光学中，偏振光可以分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光三种类型。
PBS分束器主要处理线偏振光，通过选择性地将垂直和平行方向的偏振光分离，实现光束的分束。
2.2 PBS分束器的结构PBS分束器由一个具有适当折射率的玻璃片和一个反射膜组成。
玻璃片的一侧是一个反射镜，可以将光束反射回来。
另一侧是一个透明的玻璃片，用于透过一部分光线。
2.3 工作原理当偏振光束进入PBS分束器时，它被分为两个成分。
其中一个成分沿着玻璃片的表面传播，而另一个成分则被反射。
由于光的传递和反射特性，这两个成分具有垂直的偏振态。
3. PBS分束器的应用PBS分束器在光学和光电子领域有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用场景。
3.1 光通信在光通信系统中，PBS分束器用于将输入的光信号分离成两个偏振态垂直的输出光束。
这对于进行光信号的调制、解调和分离具有重要意义，可用于调制解调器和光纤通信设备等。
3.2 光纤传感PBS分束器在光纤传感应用中起到关键作用。
它可以将输入的光束分为两个不同的偏振态，分别通过不同的传感器进行检测。
这样可以实现对光强、温度、压力等物理量的精确测量，广泛应用于石油、化工和生物医学等领域。
3.3 激光器输出控制PBS分束器可用于激光器输出控制。
通过将激光器的输出光束分为两个互相垂直的分量，可以实现激光的功率平衡和偏振优化。
偏振分束器原理范文
偏振分束器原理范文偏振分束器（Polarizing Beam Splitter，PBS）是一种光学器件，可以将进入器件的自然光分为两束具有不同偏振方向的偏振光，同时具有将两束偏振光合并成一束自然光的功能。
其原理基于折射和反射的现象，下面将从分光和合光两个方面介绍偏振分束器的工作原理。
1.分光原理：当自然光入射到偏振分束器表面时，根据入射角的不同，分光原理主要由折射和反射两个过程组成。
首先，当光线斜向入射到PBS的界面时，一部分光线发生了反射，另一部分光线则发生了折射。
由于偏振分束器在制造过程中被赋予了一定的偏振特性，所以这两束光的偏振方向也会发生改变。
一般来说，通常情况下反射的光线保持与入射光线相同的偏振方向，折射的光线则具有与入射光线垂直的偏振方向。
其次，反射的光线继续朝着特定的方向传播，而折射的光线在进入PBS内部时进一步被分为两束。
这是因为PBS内部有一层偏振材料，其具有选择性吸收不同偏振方向的特性。
一束光线经过这一层后，会被吸收并传播到另一侧，形成一束偏振光；另一束则保持不变，继续向前传播。
综合上述分析，偏振分束器通过反射和折射的过程将入射的自然光分为两束具有不同偏振方向的偏振光。
其中一束是反射光，与入射光具有相同的偏振方向；另一束是折射光，与入射光垂直的偏振方向。
2.合光原理：除了实现光的分光功能外，偏振分束器还可以将两束具有不同偏振方向的光线合并成一束自然光。
这个过程与分光原理正好相反。
当两束具有不同偏振方向的光线分别从PBS的两侧入射时，一束光线根据入射角度和折射率的差异会发生反射，另一束则会继续通过PBS内部。
反射的光线在PBS内部的偏振材料层上会发生选择性吸收，具有与入射光相同的偏振方向的光线则被吸收，形成一束偏振光，而具有垂直偏振方向的光线则保持不变。
通过这个过程，两束具有不同偏振方向的光线被重新合并成一束自然光。
这是因为折射光的方向及其偏振特性与入射光线相同。
总结：综上所述，偏振分束器通过折射和反射的过程，将入射的自然光分为具有不同偏振方向的两束偏振光，并可以将具有不同偏振方向的光线重新合并成一束自然光。
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一
种 新型 偏 振 分 束 器 的研 制
李香 华，刘永智 ，代志勇
（ 电子科技 大学 光 电信息学 院，四川 成都 ６ ０ ５ ） ｌ０ ４
摘
要
偏振分束器能将非偏振 光分成 两束 正交的线偏振 光。文章详 细的叙述 了具有 高消光比 、高透射 率
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｅｓ ｔｒ ｄｓ ｎａｄｆｂ ｃｔｎｍ ｔ０ ｆ ｏ ｒ ａ０ ｅ ｓｌｔ ｓ Ｐ Ｓ ｉ ｉ ｘ ｂｔ ｃ ｈ ｍｃ ｅ ｅｉ ｎ ｒ ａｏ ｅ ｄ０ ｐｌ ｉ ｔ ｎｂ锄 ｐｉｅ （ Ｂ ）ｗｔ ｈ ｈｅ— ｒ ｔ ｕ ｇ ａｉ ｉ ｈ ａｚ ｉ ｔｒ ｈ ｇ
接 近 ５ Ｂ。 ０ｄ
关键词
消光 比；透射率 ；偏振分束器 ；自聚焦透镜 Ｔ ２２ Ｎ ｏ 文献标识码 Ａ 文章编 号 １ｏ ７ ２ ｛０ ８ １ ｏ ４一 ４ ｏ ７— ８０ ２ｏ ）２一 ２ ｏ
中图分 类号
Ａ ｖ ｌＦａ ｒ ｃ ｔＯ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ Ｐ０ ａ ｉ ａ ｉｎ ａ ｌｔｅ ｓ ＮＯ ｅ ｂ ｉ ａ ｉ ｎ Ｍ ｔ Ｏ ０ ｌ ｒｚ ｔＯ Ｂｅ ｍ Ｓｐ ｉｔｒ
体积 小 ，便 于与其 它器件 封装在 一起 。
到约 ５ Ｂ Ｏｄ ，并且有较高的透射率约 ９％ ，从而减 ５ 少了光路的损耗 ， 具有非常大的应用潜力。
收稿 日期 ：２ ｏ －３ ｌ ０ ８０ 一 １ 作者简介 ：李香华（９ ７一） １７ ，女 ，硕 士研 究生。研 究方向 光 纤传感器 ，光电信 号处理 。
图 ３ ０ 双输 出棱 镜 结 构 设 计 Ｅ
石晶体是负单轴晶体 ，设它的两个主折射率分别为
插针 自聚 焦 透镜
ｎ 和 ｎ ，Ｅ光的折射率取主折射率 ｎ，Ｏ光的折射 。 率取主折射率 ｎ 且有 ｎ ＞ 。 。 。 ｎ ，它的折射率差 （ 一
） 较大 。 由光 的全 反射理论 ，当光 由方解 石 晶体 射 入折射率 为 （ ｎ＜ｎ ＜ｎ） 。 。 的介质 中时 ，根 据光 的全
ｔ ｃｉｎ ｒ ｔ ｎ ｒｎ ｍｉｓｖｔ ａ ｅｂ ｅ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈｓｐ ｅ ． ｈ ｘ ｅｉ ｎａ ｅｕ ｔ ｒ ｉｃ ｓｅ ｉ ｔｏ ａｉ ａ ｄｔａ ｓ ｓｉｉ ｈ ｖ ｅ ｎ ｉｔ０ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ 印 ｒ ｎ ｏ ｙ Ｔ ｅｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｓ ｌｓａ ｅｄｓ ｕ ｓ ｄ，ａｌ ｒ Ｉ ｄ ｔ ｅｃ ｎｒｂ ｔ ｇｆ ｃｏｓｔ ｈ ｘｉｃｉｎ ｒ ｔ ｎ ｈ ｒｎ ｍｉｓｖｔ ｆＰ ｒ ｎ ｌ ｚｄ．Ｔｈ ｒｓ ｅ ｔ ｆＰＢ ｈ ０ ｔｉｕ ｉ ａ ｔｒ ｏｔ ｅｅ ｔ ｔｏ ａｉ ａ ｄ ｔ ｅｔａ ｓ ｓ ｉｉ ０ ＢＳ ａ ｅａ ａｙ ｅ ｎ ｎ ｏ ｙ ｅ ｐ ０ ｐ ｃｓ０ Ｓ
研制的偏 振 分束 器 有：
扩 散铌 酸 锂偏 振 分 柬
器 Ｊ ，其 砸’ Ｍ 的 消 光 比 分 别 为 ２． Ｂ和 ／ Ｔ １２ｄ
ｌ． Ｂ ９５ｄ ；熔锥型光纤偏振分束器 ， Ｊ 其直通臂和耦
合臂的消光 比分 别为 ｌ．４ｄ ４ １ Ｂ和 １． １ｄ 。以上产 ４１ Ｂ
出的两束正交线偏振光分别经透镜 聚焦耦合进光
的偏振分束器的结构设计 、制作 工艺及 实验 结果 ，并对 实验 结果进行 了仔 细分析 ，说 明 了研制过 程 中影 响偏 振 分束器消光 比、透射 率的 因素 ，最后介 绍了偏振分束 器的 应用前景。研制 的偏 振束 器能使入射 光的振动 方向相 互垂直的 ０光 Ｅ光均垂直于其输 出端 面输 出，分束 角约为 １２ ，光强分束 比近似为 １ ０。 ，透射率 为９ ％ ，消光 比 ５
纤 ，由光 电探 测 器 接 收 。此 偏 振 分 束 器 的 结 构 设
品的消光比都不太理想 ，在输出端得不到纯净的正
交线偏振光 ，影 响对 光纤 中偏 振 态 的精确 分 析 。文 中研制 的偏振 分束 器可 以获 得较 高 的消 光 比 ，可达
计可以获得低损 耗、高透射率 、高 消光 比，并且
ａｅ ｉｔＤ ｕ ｅ ． ｒ ｎＩ ｄ ｃ ｄ
Ｋｅ ｗ０ ｄ ｅ ｔ ｃｉｎ ｒ ｔ ｙ ｒ ｓ ｘ ｉ ｔ ａｉ ｒｎ ｍｉｓｖｔ ｎ ｏ ｏ；ｔａ ｓ ｓｉｉｙ；ｐ ｌｒｚ ｔ ｎ ｂ ａ ｓ ｌｔ ｒ ；ｓｌ—０ ｕ ｉ ｇ１ｎ ｏａ ｉａｉ ｅ ｍ ｐ ｉ ｅ ｓ ｅｆｆｃ ｓｎ ｅ ｓ ｏ ｔ
图 １ 偏 振 分束 器 的 结构
镜
一
种 新 型 偏 振 分 束 器 的研 制
１ １ 低 损耗 准 直器 的 结构 设计 ．
结 角
入射 ｌ ／ 光 ＼
ｌ
Ｅ 光
低 损 耗准 直器 由 １４节 距 的 自聚焦 透镜 和光 纤 ／ 及插 针组 成 ，结 构如 图 ２所示 。
偏振分束器 就是 将一 路输 入光 分成 两束 正交 的
信号光输出，随着光纤通信及光纤传感测量技术 的 迅猛发展 ， 偏振分束器变得越来越重要 ，尤其是具 有高消光比和高透射率的偏振分束器。到 目 前为止 ，
１ 偏振分束器 的结构设计
图１ 为高消光比的偏振分束器结构 ，由带尾纤
的 自聚焦 透镜 （ 纤准 直器 ） ０ 光 和 Ｅ双 输 出棱 镜 （ 消 光 比为 ５ Ｂ） 成 ，输 入 光 经 透镜 准直 成 平 行 光 ０ｄ 组 垂 直耦合 进 Ｏ Ｅ双输 出棱镜 ，在 棱镜 的输 出端将 输
．
Ｌ ａ ｇ ｕａ， ｕ Ｙｏ ｚ ｉ Ｄａ ｉ０ ｇ ｉＸｉｎ ｈ Ｌｉ ｎｇ ｈ ， ｉＺｈ ｙ ｎ
（ ｃ０ｌ ｆ ｐｏＥｅｔ ｎ ｆ ａ ０ ， Ｅ Ｔ０ ｈ ａ ｃ ｅｇｕ６ ０ ５ ， ｈ ａ Ｓｈｏ ０ Ｏ ｔ—ｌ ｒ ｉ Ｉ ０ ｔ ｎ ｕ ｓ Ｃ ｉ ， ｈ ｎｄ １０４ Ｃ ｉ ） ｃ ０ ｃ ｎ ｍｌｉ ｆ ｎ ｎ