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偏振分束器主要存在哪些種類呢?

更新時間:2021-02-22      瀏覽次數(shù):2886
   現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中偏振光常作為信息的載體,因此控制光束的偏振態(tài)是個十分重要的研究范疇。偏振分束器是將TE模和TM模按照不同的傳播方向分開,從而獲得兩正交偏振光束的光學(xué)元件,并具有偏振器和分束器的功能,在激光、液晶顯示、光通信、光存儲以及偏振成像等領(lǐng)域中起著重要作用。
  隨著光纖通信及光纖傳感測量技術(shù)的迅猛發(fā)展,偏振分束器變得越發(fā)重要,尤其是具有高消光比、高透射率、低損耗且微型化的偏振分束器。
  我們來認識下不同類別偏振分束器的特征:
  1.晶體波導(dǎo)偏振分束器
  按組成結(jié)構(gòu)分為基于光子晶(PBG)偏振分束器和光子晶體光纖(PCF)偏振分束器兩種。
  基于光子晶體偏振分束器主要是利用兩個平行周期介質(zhì)波導(dǎo)中的定向耦合,來設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊的偏振分束器,根據(jù)光子晶體*的性質(zhì),可以控制電磁波在器件中的傳播,具有入射角度可變,透射率較高,消光比良好,尺寸較小,易于制作和集成化的特點。
  2.硅脊型納米線光波導(dǎo)偏振分束器
  對于硅納米線光波導(dǎo)而言,由于硅納米線光波導(dǎo)的高折射率差及其亞微米橫截面尺寸,其雙折射效應(yīng)非常顯著,利用其高雙折射效應(yīng)有助實現(xiàn)基于倏逝波耦合的偏振分束器。
  硅脊型納米線光波導(dǎo)偏振分束器主要利用硅納米線在外部介質(zhì)中的倏逝場耦合,基于硅納米線的高雙折射效應(yīng)來實現(xiàn),設(shè)計優(yōu)化方便,尺寸小、損耗小。但此類偏振分束器也存在不足之處,如僅能工作在固定波長,工作帶寬較窄。
  3.微納光纖偏振分束器
  近年來,隨著微納米技術(shù)的進步,光學(xué)系統(tǒng)逐漸朝著微型化和集成化的趨勢發(fā)展,特別在空間體積受限的情況下,光學(xué)器件和光學(xué)系統(tǒng)的微型化具有十分重大的意義。然而,由于材料和制備工藝的限制,傳統(tǒng)的偏振分束器體積較大,不適合光學(xué)系統(tǒng)的微型集成,且許多偏振分束器嚴格來說并非全光纖制作,在光纖通信系統(tǒng)中兼容性差,制作工藝卻相當復(fù)雜。
  相較普通光纖,微納光纖具有強消逝場、強的光約束能力、相對較低的損耗和很好的柔韌性等優(yōu)點。利用微納光纖強倏逝場特性可較為簡單地實現(xiàn)偏振分束,且成本相對較低。
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