专利名称：共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学元件，尤其是涉及一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器。
背景技术：
光圆偏振调制器在手性物质的检测识别和自旋电子器件中有着重要的作用。在手性物质中，如果同时传播左旋右旋圆偏振光，会产生不同的旋光度。另外由于左旋和右旋圆偏振光在手性物质中具有不同的传播常数，会导致圆的二色性出现，成为检测识别手性物质的重要依据。在自旋电子器件中，由于圆偏振光旋转的电场矢量，能使得以光注入方式的光子器件的注入效率有极大提高，从而提高器件的性能。
该光圆偏振调制器是通过某种作用方式作用在压电陶瓷材料上，改变压电陶瓷材料的双折射率从而改变压电陶瓷材料中传播的偏振光的相位差，即改变其在传播方向上的偏振特性。于是，通过调整作用方式的强度和极性，就能得到左旋和右旋的圆偏振光，以及其他偏振态的偏振光。而传统的偏振光学元件主要是通过四分之一波片对光的相位进行延迟而得到左旋或者右旋圆偏振光，只能产生单一的光偏振态，而无法进行连续的光的偏振态的调制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，充分利用了压电陶瓷材料的可调双折射特性，能够连续进行左旋和右旋的圆偏振光切换调制，以及其他偏振态的调制，以用来进行手性物质的检测识别。
为了达到本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案是入射光依次通过由第一调制控制器控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件和由第二调制控制器控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件，并以光路连接组合而成，输出左旋或右旋圆偏振光。
本实用新型具有的有益效果是本实用新型由于充分利用了压电陶瓷材料的可调双折射特性，因而方便地构成了光圆偏振调制器，从而满足了用户对左右圆偏振光的快速连续调制的需求，同时可以进行极好圆偏振度的圆偏振光调制。本实用新型可以进行任意光偏振态的连续调制，并能迅速实现在各种光偏振态间的切换，尤其是对左旋和右旋的圆偏振光，这为手性物质的检测和提高自旋电子器件的光注入效率带来了极大的便利。另外本实用新型还可以应用在通讯系统中，用作偏振调制编码器，以对通讯传输进行扩容。具有实用、方便的特点。
图1是本实用新型的结构原理示意图；图2是本实用新型的两个压电陶瓷组件结构原理示意图；图3是本实用新型的两个压电陶瓷组件合为一体结构原理示意图。
图中1、入射光，2、输入耦合装置，3、压电陶瓷组件，3.1、薄膜金属电极，3.2、双折射特性可调的压电陶瓷材料，4、压电陶瓷组件，4.1、薄膜金属电极，4.2、双折射特性可调的压电陶瓷材料，5、输出耦合装置，6、左旋或右旋圆偏振光，7、调制控制器，8、调制控制器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，入射光1依次通过由第一调制控制器7控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件3和由第二调制控制器8控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件4，并以光路连接组合而成，输出左旋或右旋圆偏振光6。
在入射光1入射由第一调制控制器7控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件3之前的光路上，设置具有准直功能的输入耦合装置2。
在由第二调制控制器8控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件4出射左旋或右旋圆偏振光6的光路上设置具有准直或聚焦功能的输出耦合装置5。
在入射光1入射由第一调制控制器7控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件3之前的光路上设置具有准直功能的输入耦合装置2，同时在由第二调制控制器8控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件4出射左旋或右旋圆偏振光6的光路上设置具有准直或聚焦功能的输出耦合装置5。
如图2所示，所述的由第一调制控制器7控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件3，是由同一侧面附有二个与压电陶瓷材料3.2的慢轴成45°夹角的平行薄膜金属电极3.1和第一压电陶瓷材料3.2组成的，通过导线连接在调制控制器7的正负两极。
如图2所示，所述的双折射特性可调的压电陶瓷组件4是由同一侧面附有二个与压电陶瓷材料4.2的快轴或慢轴成90°夹角的薄膜金属电极4.1的第二压电陶瓷材料4.2组成的，通过导线连接在第二调制控制器8的正负两极，附在第一压电陶瓷材料3.2上的二个薄膜金属电极3.1和附在第二压电陶瓷材料4.2上的另外二个薄膜金属电极4.1位于二电陶瓷材料的相对的两个面上，并且两对电极相互成45°。
如图3所示，可将两个双折射特性可调的压电陶瓷材料3.2、4.2合成一体，两对电极分别附在相对的两个面上，并且两对电极相互成45°。
所述的两个调制控制器7、8是能分别对压电陶瓷材料3.2、4.2提供电场、磁场或压力的器件。
本实用新型的工作原理如下以下以PLZT材料为例，说明本实用新型的具体实施方案，但本实用新型的实施不限于采用PLZT材料作为双折射压电陶瓷材料。
图1示出了本实用新型的原理结构图，入射光1通过输入耦合装置2，进入由第一调制控制器7控制的第一块PLZT材料3后，转化为与水平方向成45°的线偏振光。图中第一块PLZT材料3与第二块PLZT材料4可以是集成在一起作为一个整体工作，也可以是彼此独立分步地工作。集成在一起工作还是相互独立分步地工作要根据选择的材料和调制方式决定，不具有绝对性。产生的线偏振光通过由第二调制控制器8控制的第二块PLZT材料4时，用调制控制器8对PLZT材料4的双折射率改变量进行调制，以改变偏振光的偏振态，输出光通过输出耦合装置5对光线进行聚焦或者准直得到左旋或右旋圆偏振光6。
图1中对于所有的元器件的位置只是示意的画出，根据设计的需要，有的可以集成在一起，也可以彼此独立分步地工作，其位置不具有绝对性。
如图2和图3所示，本实施例的两个光偏振调制模块，它们是由PLZT材料3.2和4.2及附在相对两个面上的薄膜电极3.1、4.1通过导线分别连接在电调制控制器7、8的正负两极而组成。PLZT材料的快轴和慢轴分别在垂直和水平方向。图2和图3示例的区别在于是否将两对电极做在同一块PLZT材料3上。
本实用新型的具体设计参数依赖于所选择的压电陶瓷材料。
本实施例中，双折射特性可调压电陶瓷材料采用PLZT材料。材料和工作的波长参数都不具有绝对性。例如，选择材料掺镧的比例，通光窗口的波长，两电极间的距离，通光方向上压电陶瓷材料的厚度，这些数据都具有一定的随意性。
上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，其特征在于入射光(1)依次通过由第一调制控制器(7)控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件(3)和由第二调制控制器(8)控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件(4)，并以光路连接组合而成，输出左旋或右旋圆偏振光(6)。
2.根据权利要求1所述的一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，其特征在于在入射光(1)入射由第一调制控制器(7)控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件(3)之前的光路上，设置具有准直功能的输入耦合装置(2)。
3.根据权利要求1所述的一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，其特征在于在由第二调制控制器(8)控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件(4)出射左旋或右旋圆偏振光(6)的光路上设置具有准直或聚焦功能的输出耦合装置(5)。
4.根据权利要求1所述的一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，其特征在于在入射光(1)入射由第一调制控制器(7)控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件(3)之前的光路上设置具有准直功能的输入耦合装置(2)；同时在由第二调制控制器(8)控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件(4)出射左旋或右旋圆偏振光(6)的光路上设置具有准直或聚焦功能的输出耦合装置(5)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，其特征在于所述的由第一调制控制器(7)控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件(3)，是由同一侧面附有二个与压电陶瓷材料(3.2)的慢轴成45°夹角的平行薄膜金属电极(3.1)和第一压电陶瓷材料(3.2)组成的，通过导线连接在调制控制器(7)的正负两极。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，其特征在于所述的双折射特性可调的压电陶瓷组件(4)是由同一侧面附有二个与压电陶瓷材料(4.2)的快轴或慢轴成90°夹角的薄膜金属电极(4.1)的第二压电陶瓷材料(4.2)组成的，通过导线连接在第二调制控制器(8)的正负两极，附在第一压电陶瓷材料(3.2)上的二个薄膜金属电极(3.1)和附在第二压电陶瓷材料(4.2)上的另外二个薄膜金属电极(4.1)位于二电陶瓷材料的相对的两个面上，并且两对电极相互成45°。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器，其特征在于所述的两个调制控制器(7、8)是能分别对压电陶瓷材料(3.2、4.2)提供电场、磁场或压力的器件。
专利摘要本实用新型公开了共面电极型压电陶瓷材料光圆偏振调制器。入射光通过由第一调制控制器控制的双折射特性可调的第一压电陶瓷组件和由第二调制控制器控制的双折射特性可调的第二压电陶瓷组件，并以光路连接而成，输出左旋或右旋圆偏振光。或在第一调制控制器控制的第一压电陶瓷组件前设置具有准直功能的输入耦合装置，又在由第二调制控制器控制的第二压电陶瓷组件后设置具有准直或聚焦功能的输出耦合装置。调制控制器能对压电陶瓷材料提供电场、磁场或压力，压电陶瓷材料在电场、磁场或者力的作用下能改变其双折射率。用这一特性能进行左旋和右旋圆偏振光的调制，甚至包括线偏振光的调制，为手性物质的检测和提高自旋电子器件的光注入效率带来极大的便利。
文档编号G02F1/03GK2793769SQ20052010271
公开日2006年7月5日 申请日期2005年6月6日 优先权日2005年6月6日
发明者李宇波, 杨建义, 江晓清, 王明华 申请人:浙江大学