一种偏振分束合束器的制造方法

一种偏振分束合束器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及光纤通信及光纤传感【技术领域】，尤其涉及一种偏振分束合束器，包括第一双纤保偏光纤准直器、第一渥拉斯顿棱镜、第三正透镜、波片组、第四正透镜、第二渥拉斯顿棱镜、第二双纤保偏光纤准直器，本发明提供的高消光比的偏振分束合束器，能将输入任何端口的任何偏振态的光分成两束线偏振光并输出或反之，其附加损耗小，几乎没有吸收损耗，消光比很高，体积小易于集成，环境稳定性高，在性能上有很大的优越性，材料容易获得，经济性高，广泛应用于光纤传感光纤通信、激光设备、科学研究等领域。
【专利说明】一种偏振分束合束器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤通信及光纤传感【技术领域】，尤其涉及一种偏振分束合束器。

【背景技术】
[0002] 在现代光纤通信、光纤传感领域，偏振分束合束器是一种重要的偏振元器件。现有 偏振光分束合束技术主要包括三种：一、基于烙融拉锥的偏振光分束合束技术，虽然这种技 术具有体积小、全光纤的特点，但成品率较低、工作带宽窄、消光比比较低、损耗大、对温度 也较敏感，从而限制了在高端应用上的使用；二、基于纳米光栅薄片的分偏振技术，优点是 体积较小、带宽足够，但缺点也很明显，就是后续生产调试装配工艺难度高、成品率低、消光 比在反射通道上不能令人满意、一致性不高、各光路损耗差异大等，更主要的是，该技术的 核心部件，分偏振纳米光栅薄片，仅有的生产厂商继续生产的积极性不高，目前已经没有提 供，直接阻碍了该技术方案的进一步发展；三、基于传统偏振分光块状棱镜的耦合技术，该 方案优点是调试直接、损耗较小、消光比较高，但成本很高、一致性较低、体积大、调试过程 长、环境稳定性较差。


【发明内容】

[0003] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种偏振分束合束器，克服了 现有技术的不足。
[0004] 本发明通过以下技术方案实现：一种偏振分束合束器，包括第一双纤保偏光纤准 直器、第一渥拉斯顿棱镜、第三正透镜、波片组、第四正透镜、第二渥拉斯顿棱镜、第二双纤 保偏光纤准直器，所述的第一双纤保偏光纤准直器由第一保偏光纤、第二保偏光纤、第一双 纤毛细管、第一固定圆管、第一正透镜组成，所述的第二双纤保偏光纤准直器由第二正透 镜、第二双纤毛细管、第三保偏光纤、第二固定圆管、第四保偏光纤组成。
[0005] 进一步地，所述第一保偏光纤和第二保偏光纤设置在第一双纤毛细管的左侧并穿 入第一双纤毛细管的内部，所述第一正透镜设置在第一双纤毛细管的右侧，所述第一固定 圆管套在第一双纤毛细管及第一正透镜的外部并固定，所述第一保偏光纤、第二保偏光纤 的快轴或慢轴互相垂直，且第一保偏光纤、第二保偏光纤的纤芯连线与它们自身的快轴或 慢轴平行或垂直，所述第一保偏光纤及第二保偏光纤的端面位于第一正透镜的后焦面上， 所述第一保偏光纤、第二保偏光纤、第一双纤毛细管、第一正透镜、第一固定圆管组成了第 一双纤保偏光纤准直器，且第一保偏光纤或第二保偏光纤单独或同时被单模或多模光纤替 换。
[0006] 进一步地，所述第三保偏光纤和第四保偏光纤设置在第二双纤毛细管的右侧并穿 入第二双纤毛细管的内部，所述第二正透镜设置在第二双纤毛细管的左侧，所述第二固定 圆管套在第二双纤毛细管及第二正透镜的外部并固定，所述第三保偏光纤、第四保偏光纤 的快轴或慢轴互相垂直，且第三保偏光纤、第四保偏光纤的纤芯连线与它们自身的快轴或 慢轴平行或垂直，所述第三保偏光纤及第四保偏光纤的端面位于第二正透镜的后焦面上， 所述第三保偏光纤、第四保偏光纤、第二双纤毛细管、第二正透镜、第二固定圆管组成了第 二双纤保偏光纤准直器，且第三保偏光纤或第四保偏光纤单独或同时被单模或多模光纤替 换。
[0007] 进一步地，所述第一渥拉斯顿棱镜位于所述第一双纤保偏光纤准直器右侧，所述 第三正透镜位于第一渥拉斯顿棱镜右侧，所述波片组位于第三正透镜与第四正透镜之间， 所述第二渥拉斯顿棱镜位于第四正透镜与所述第二双纤保偏光纤准直器之间。
[0008] 进一步地，所述第一保偏光纤、第二保偏光纤包含一个研磨抛光的端面，且抛光的 端面镀有增透膜，所述第一保偏光纤、第二保偏光纤与第一双纤毛细管用胶粘剂固定，同样 的，所述的第三保偏光纤和第四保偏光纤包含一个研磨抛光的端面，且抛光的端面镀有增 透膜，所述第三保偏光纤和第四保偏光纤分别与第二双纤毛细管用胶粘剂固定。
[0009] 进一步地，所述的第一双纤毛细管和第一正透镜固定在内径与第一双纤毛细管和 第一正透镜的外径相匹配的第一固定圆管的内部，同样的，所述的第二双纤毛细管和第二 正透镜固定在内径与第二双纤毛细管和第二正透镜的外径相匹配的第二固定圆管的内部。
[0010] 进一步地，所述的第一渥拉斯顿棱镜由两片光轴互相垂直、且与光轴入射光方向 垂直的单轴双折射晶体光楔组成，所述第一渥拉斯顿棱镜中心点与第一正透镜前焦点重 合，且其楔角方向与第一保偏光纤、第二保偏光纤的纤芯连线平行，所述第一渥拉斯顿棱镜 能将一束入射光分成两束偏振面互相正交的线偏振光，这两束线偏振光之间有夹角，且夹 角等于第一保偏光纤与第二保偏光纤的纤芯距除以第一正透镜的焦距，单位为弧度。
[0011] 进一步地，所述波片组由两片沿第一沃拉斯顿棱镜楔角方向依次放置的半波片组 成，两半波片之间有一定的间隔，且两半波片的光轴互相平行。
[0012] 进一步地，所述第三正透镜与第四正透镜焦距相等或接近，两者后焦点重叠放置。
[0013] 进一步地，所述的第二渥拉斯顿棱镜由两片光轴互相垂直、与光轴入射光方向垂 直的单轴双折射晶体光楔组成，所述第二渥拉斯顿棱镜与所述第一沃拉斯顿棱镜的楔角方 向平行或反平行放置，所述第二渥拉斯顿棱镜中心点与第二正透镜前焦点重合，且其楔角 方向与第三保偏光纤、第四保偏光纤的纤芯连线平行，所述第二渥拉斯顿棱镜将一束入射 光分成两束偏振面互相正交的线偏振光，这两束线偏振光之间有夹角，夹角等于第三保偏 光纤与第四保偏光纤的纤芯距除以第二正透镜的焦距，单位为弧度。
[0014] 与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的高消光比的偏振分束合 束器，能将输入任何端口的任何偏振态的光成两束线偏振光并输出或反之，其附加损耗小， 几乎没有吸收损耗，消光比很高，体积小易于集成，环境稳定性高，在性能上有很大的优越 性，材料容易获得，经济性高，广泛应用于光纤传感光纤通信、激光设备、科学研究等领域。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1为本发明一种偏振分束合束器的结构不意图。

【具体实施方式】
[0016] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不 用于限定本发明。
[0017] 如图1所示，本发明涉及一种偏振分束合束器，包括第一双纤保偏光纤准直器、第 一渥拉斯顿棱镜5、第三正透镜6、波片组、第四正透镜8、第二渥拉斯顿棱镜9、第二双纤保 偏光纤准直器，所述的第一双纤保偏光纤准直器由第一保偏光纤1、第二保偏光纤2、第一 双纤毛细管3、第一固定圆管14、第一正透镜4组成，所述的第二双纤保偏光纤准直器由第 二正透镜10、第二双纤毛细管11、第三保偏光纤12、第二固定圆管17、第四保偏光纤13组 成，所述第一保偏光纤1和第二保偏光纤2设置在第一双纤毛细管3的左侧并穿入第一双 纤毛细管3的内部，所述第一正透镜4设置在第一双纤毛细管3的右侧，所述第一固定圆 管14套在第一双纤毛细管3及第一正透镜4的外部并固定，所述第一保偏光纤1、第二保 偏光纤2的快轴或慢轴互相垂直，且第一保偏光纤1、第二保偏光纤2的纤芯连线与它们自 身的快轴或慢轴平行或垂直，所述第一保偏光纤1及第二保偏光纤2的端面位于第一正透 镜4的后焦面上，所述第一保偏光纤1、第二保偏光纤2、第一双纤毛细管3、第一正透镜4、 第一固定圆管14组成了第一双纤保偏光纤准直器，且第一保偏光纤1或第二保偏光纤2单 独或同时被单模或多模光纤替换，所述第三保偏光纤12和第四保偏光纤13设置在第二双 纤毛细管11的右侧并穿入第二双纤毛细管11的内部，所述第二正透镜10设置在第二双纤 毛细管11的左侧，所述第二固定圆管17套在第二双纤毛细管11及第二正透镜10的外部 并固定，所述第三保偏光纤12、第四保偏光纤13的快轴或慢轴互相垂直，且第三保偏光纤 12、第四保偏光纤13的纤芯连线与它们自身的快轴或慢轴平行或垂直，所述第三保偏光纤 12及第四保偏光纤13的端面位于第二正透镜10的后焦面上，所述第三保偏光纤12、第四 保偏光纤13、第二双纤毛细管11、第二正透镜10、第二固定圆管17组成了第二双纤保偏光 纤准直器，且第三保偏光纤12或第四保偏光纤13单独或同时被单模或多模光纤替换，所述 第一渥拉斯顿棱5镜位于所述第一双纤保偏光纤准直器右侧，所述第三正透镜6位于第一 渥拉斯顿棱镜5右侧，所述波片组位于第三正透镜6与第四正透镜8之间，所述第二渥拉斯 顿棱镜9位于第四正透镜8与所述第二双纤保偏光纤准直器之间，所述第一保偏光纤1、第 二保偏光纤2包含一个研磨抛光的端面，且抛光的端面镀有增透膜，所述第一保偏光纤1、 第二保偏光纤2与第一双纤毛细管3用胶粘剂固定，同样的，所述的第三保偏光纤12和第 四保偏光纤13包含一个研磨抛光的端面，且抛光的端面镀有增透膜，所述第三保偏光纤12 和第四保偏光纤13分别与第二双纤毛细管11用胶粘剂固定，所述的第一双纤毛细管3和 第一正透镜4固定在内径与第一双纤毛细管3和第一正透镜4的外径相匹配的第一固定圆 管14的内部，同样的，所述的第二双纤毛细管11和第二正透镜10固定在内径与第二双纤 毛细管11和第二正透镜10的外径相匹配的第二固定圆管17的内部，所述的第一渥拉斯顿 棱镜5由两片光轴互相垂直、且与光轴入射光方向垂直的单轴双折射晶体光楔组成，所述 第一渥拉斯顿棱镜5中心点与第一正透镜4前焦点重合，且其楔角方向与第一保偏光纤、第 二保偏光纤的纤芯连线平行，所述第一渥拉斯顿棱镜5将一束入射光分成两束偏振面互相 正交的线偏振光，这两束线偏振光之间有夹角，且夹角等于第一保偏光纤1与第二保偏光 纤2的纤芯距除以第一正透镜4的焦距，单位为弧度，所述波片组由两片沿第一沃拉斯顿棱 镜5楔角方向依次放置的半波片I 7和半波片II 15组成，半波片I 7和半波片II 15之间 有一定的间隔，且两半波片的光轴互相平行，所述第三正透镜6与第四正透镜8焦距相等或 接近，两者后焦点重叠放置，所述的第二渥拉斯顿棱镜9由两片光轴互相垂直、与光轴入射 光方向垂直的单轴双折射晶体光楔组成，所述第二渥拉斯顿棱镜9与所述第一沃拉斯顿棱 镜5的楔角方向平行或反平行放置，所述第二渥拉斯顿棱镜9中心点与第二正透镜10前焦 点重合，且其楔角方向与第三保偏光纤12、第四保偏光纤13的纤芯连线平行，所述第二渥 拉斯顿棱镜9将一束入射光分成两束偏振面互相正交的线偏振光，这两束线偏振光之间有 夹角，夹角等于第三保偏光纤12与第四保偏光纤13的纤芯距除以第二正透镜10的焦距， 单位为弧度。
[0018] 综上所述，本发明的第一双纤保偏光纤准直器由能对线偏振光保持其偏振态的第 一保偏光纤1和第二保偏光纤2、用以固定第一保偏光纤1和第二保偏光纤2且便于f禹合 对准的第一双纤毛细管3、具有准直作用的第一正透镜4、起固定保护作用的第一固定圆管 14及起固定作用的材料（如胶粘剂）组成；其中第一保偏光纤1、第二保偏光纤2的快轴或 慢轴互相垂直，第一保偏光纤1、第二保偏光纤2的纤芯连线与它们自身的快轴或慢轴平行 或垂直；用起固定作用的材料（如胶粘剂）将第一保偏光纤1、第二保偏光纤2固定在第一 双纤毛细管3的内部，且第一保偏光纤1、第二保偏光纤2的端面按一定角度研磨抛光以抑 制反射光，并加以镀增透膜可以得到优化的性能；第一保偏光纤1、第二保偏光纤2的纤芯 距离a除以第一正透镜4的有效焦距b应与第一渥拉斯顿棱镜5的光束分离角c相同或接 近；第一保偏光纤1、第二保偏光纤2的端面与第一正透镜4的距离通过调试后应位于第一 正透镜4的后焦面上以达到良好准直效果，这里讨论性能时，我们把第一保偏光纤1、第二 保偏光纤2分别定义为端口一、端口二。
[0019] 第一渥拉斯顿棱镜5由两片光轴互相垂直、且它们的光轴与入射光方向垂直或接 近垂直的单轴双折射晶体光楔组成，第一渥拉斯顿棱镜5能将一束垂直入射的光分成两束 偏振面互相正交的偏振光，且这两束偏振光的光轴具有一定的夹角，通过合理的设计，可以 将此夹角设计成c，以达成a = be。此处c的单位为弧度。在调试时，应使第一渥拉斯顿棱 镜5的中心点与第一正透镜4的前焦点重合或接近重合，而且，第一渥拉斯顿棱镜5的楔角 方向应与第一保偏光纤1、第二保偏光纤2的纤芯连线平行或反平行，即当光从第一保偏光 纤1、第二保偏光纤2同时输入，经过第一渥拉斯顿棱镜5后，应得到四束线偏振光。各有两 束光来自第一保偏光纤1、第二保偏光纤2,它们沿渥拉斯顿棱镜5的楔角方向"一"字排开， 中间两束光偏振态互相正交，分别来自第一保偏光纤1和第二保偏光纤2,这两束光很好的 重合，分居在外侧的两束光在偏振态上也互相正交，分别来自第一保偏光纤1和第二保偏 光纤2，但这两束光对称的分居在中间两束重合光的两侧，它们与中间两束光的夹角等于或 接近于光束分离角c。
[0020] 实施过程中，合理设计第一渥拉斯顿棱镜5的外形尺寸，使便于装配。可用合适的 胶粘剂将两光楔边角平齐对贴组成第一渥拉斯顿棱镜5,并用合适的胶粘剂将第一渥拉斯 顿棱镜5套接于内径略大于第一正透镜4的套管之内，旋转固定第一渥拉斯顿棱镜5的套 管，使第一渥拉斯顿棱镜5的光楔方向与第一保偏光纤1和第二保偏光纤2的纤芯连线平 行或反平行，同时从第一保偏光纤1和第二保偏光纤2输入检测光以确定中间两束光良好 重合。该套管的长度应符合上述渥拉斯顿棱镜5与第一双纤保偏准直器的位置要求并能良 好固定于第一正透镜4之上。
[0021] 实施过程中，半波片I 7、半波片II 15是双折射晶体，光轴垂直于入射光，由于半 波片需要精确控制相位延迟，所以半波片I 7、半波片II 15可选用如石英晶体等弱双折射 晶体，半波片I 7、半波片II 15能将入射的光的偏振面朝其光轴的方向旋转一定夹角，其 光轴是夹角的对称中心线，该夹角是输入光偏振面与其光轴的夹角的两倍，需要注意的是， 半波片有特定的工作波长范围，在切割半波片时，尽量使其崩边尺寸最小化，以期对光无影 响，可选择将半波片切割成长方形，其光轴与任意边成45度夹角，半波片I 7、半波片II 15 在尺寸设计上可以是相同或相似的，将半波片I 7、半波片II 15并排固定在一合理设计的 固定件上，并使两者之间平行放置且留出一合适尺寸的狭缝，狭缝宽度可以介于2*F/b和 2*c*F/3之间，此处F是第三正透镜6和第四正透镜8的焦距，用合适的胶粘剂将半波片 I 7、半波片II 15按上述位置要求固定于固定件上，组成半波片组件，该固定件可以具有与 第三正透镜6和第四正透镜8相同或接近的外径尺寸以利于后续装配。
[0022] 实施过程中，可将第三正透镜6和第四正透镜8设计成具有相同或相近焦距的正 透镜，为得到适合装配的特性和较好的经济性，可以选用平凸透镜，其后焦距应略大于半波 片组厚度的一半。
[0023] 实施过程中，将第三正透镜6、半波片组件和第四正透镜8套入一内径与三者外径 匹配的管件16之中，将第三正透镜6、半波片组件、第四正透镜9和管件16的预装件放入固 定在多维调节架上的一对准直器之间调试。实际上可以使第三正透镜6及波片组先固定于 管件16之内，使波片组在设计尺寸上居中固定，而第四正透镜8在管件16之内可以沿轴向 前后微调，通过设计合适的工装夹具实现。调节准直器的位置及第四正透镜8在管件16之 内的前后位置，使透过率最佳，一般而言，此时第三正透镜6和第四正透镜8的后焦面重叠 或接近重叠，为装配方便，第三正透镜6、波片组和第四正透镜8之间的缝隙可设计得很小， 所述第三正透镜6、波片组、第四正透镜8和管件16构成偏振重构组件。
[0024] 实施过程中，将偏振重构组件配合第一双纤保偏光纤准直器与第一渥拉斯顿棱镜 5的构件调试，从第一保偏光纤1输入宽带光或圆偏振光，经第一渥拉斯顿棱镜5后应得到 两束夹角为c的光，这两束光偏振态互相垂直，强度接近。当用检偏器检测时，因为互相正 交的两束光强度几乎相等，所以消光比很小，接近零，加入偏振重构组件，调整偏振重构组 件的几何轴向使与第一双纤保偏光纤准直器的几何轴向平行或接近平行，调整偏振重构组 件的第三正透镜6与第一渥拉斯顿棱镜5的距离，使第一渥拉斯顿棱镜5的中心点约与第 三正透镜6的前焦面重叠，使用旋转调节架旋转和平移偏振重构组件，用检偏器检测经过 偏振重构组件的两束光的消光比，直到消光比得到极大值，此时停止旋转，检测光损耗的情 况，同时平移偏振重构组件，直到透过率得到极大值，此时可以用桥接件桥接偏振重构组件 与第一双纤保偏光纤准直器至第一渥拉斯顿棱镜5的构件，它们共同构成输入组件。
[0025] 第二双纤保偏光纤准直器由能对线偏振光保持其偏振态的第三保偏光纤12和第 四保偏光纤13、用以固定第三保偏光纤12和第四保偏光纤13且便于耦合对准的第二双纤 毛细管11、具有准直作用的第二正透镜10、起固定保护作用的第二固定圆管17及起固定作 用的材料（如胶粘剂）组成；其中第三保偏光纤12、第四保偏光纤13的快轴或慢轴互相垂 直，第三保偏光纤12、第四保偏光纤13的纤芯连线与它们自身的快轴或慢轴平行或垂直； 用起固定作用的材料（如胶粘剂）将第三保偏光纤12、第四保偏光纤13固定在第二双纤毛 细管11的内部，且第三保偏光纤12、第四保偏光纤13的端面按一定角度研磨抛光以抑制反 射光，并加以镀增透膜可以得到优化的性能，第三保偏光纤12、第四保偏光纤13的纤芯距 离a除以第二正透镜10的有效焦距b应与第二渥拉斯顿棱镜9的光束分离角c相同或接 近，第三保偏光纤12、第四保偏光纤13的端面与第二正透镜10的距离通过调试后应位于第 二正透镜10的后焦面上以达到良好准直效果，在讨论性能时，第三保偏光纤12、第四保偏 光纤13分别定义为端口三、端口四。
[0026] 第二渥拉斯顿棱镜9由两片光轴互相垂直、且它们的光轴与入射光方向垂直或接 近垂直的单轴双折射晶体光楔组成，第二渥拉斯顿棱镜9能将一束垂直入射的光分成两束 偏振面互相正交的偏振光，且这两束偏振光的光轴具有一定的夹角，通过合理的设计，可以 将此夹角设计成c,以达成a = be,此处c的单位为弧度。
[0027] 实施过程中，合理设计第二渥拉斯顿棱镜9的外形尺寸，使便于装配。可用合适的 胶粘剂将两光楔边角平齐对贴组成第二渥拉斯顿棱镜9,并用合适的胶粘剂将第二渥拉斯 顿棱镜9套接于内径略大于第二正透镜10的套管之内，旋转固定第二渥拉斯顿棱镜9的套 管，使第二渥拉斯顿棱镜9的光楔方向与第三保偏光纤12和第四保偏光纤13的纤芯连线 平行或反平行，同时从第三保偏光纤12和第四保偏光纤13输入检测光以确定中间两束光 良好重合，该套管的长度应符合上述的第二渥拉斯顿棱镜9与第二双纤保偏光纤准直器的 位置要求并能良好固定于第二正透镜10之上。
[0028] 将输入组件配合第二双纤保偏光纤准直器与第二渥拉斯顿棱镜9调试固定组成 的构件调试，使用旋转调节架旋转相对角度，使输入组件轴线与第二双纤保偏光纤准直器 轴线平行或接近平行，从端口 一输入检测光，旋转、倾斜、平移第二双纤保偏光纤准直器与 第二渥拉斯顿棱镜9的构件，使端口三、端口四输出光功率达到最大值，从端口二输入检测 光，检验端口三、端口四的输出光功率，亦应得到满足要求的耦合效率，可以微调第二双纤 保偏光纤准直器，使端口一到端口三、端口四的耦合损耗与端口二到端口三、端口四的耦合 损耗接近以得到均一、对称的效果，达到要求后用桥接件桥接输入组件与第二双纤保偏光 纤准直器至第二渥拉斯顿棱镜9构件。
[0029] 实施过程中，应根据工艺需要采用合适胶粘剂或机械、焊接、胶接等工艺方法，并 保证内部构件的密封性。为使耦合效率更高，第一双纤保偏光纤准直器和第二双纤保偏光 纤准直器的光斑束腰大小应相同或接近；第一双纤保偏光纤准直器、第二双纤保偏光纤准 直器的光斑束腰大小等于保偏光纤远场发散角乘以正透镜焦距。
[0030] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种偏振分束合束器，包括第一双纤保偏光纤准直器、第一渥拉斯顿棱镜、第三正透 镜、波片组、第四正透镜、第二渥拉斯顿棱镜、第二双纤保偏光纤准直器，其特征在于：所述 的第一双纤保偏光纤准直器由第一保偏光纤、第二保偏光纤、第一双纤毛细管、第一固定圆 管、第一正透镜组成，所述的第二双纤保偏光纤准直器由第二正透镜、第二双纤毛细管、第 三保偏光纤、第二固定圆管、第四保偏光纤组成。
2. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述第一保偏光纤和第 二保偏光纤设置在第一双纤毛细管的左侧并穿入第一双纤毛细管的内部，所述第一正透镜 设置在第一双纤毛细管的右侧，所述第一固定圆管套在第一双纤毛细管及第一正透镜的外 部并固定，所述第一保偏光纤、第二保偏光纤的快轴或慢轴互相垂直，且第一保偏光纤、第 二保偏光纤的纤芯连线与它们自身的快轴或慢轴平行或垂直，所述第一保偏光纤及第二保 偏光纤的端面位于第一正透镜的后焦面上，所述第一保偏光纤、第二保偏光纤、第一双纤毛 细管、第一正透镜、第一固定圆管组成了第一双纤保偏光纤准直器，且第一保偏光纤或第二 保偏光纤单独或同时被单模或多模光纤替换。
3. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述第三保偏光纤和第 四保偏光纤设置在第二双纤毛细管的右侧并穿入第二双纤毛细管的内部，所述第二正透镜 设置在第二双纤毛细管的左侧，所述第二固定圆管套在第二双纤毛细管及第二正透镜的外 部并固定，所述第三保偏光纤、第四保偏光纤的快轴或慢轴互相垂直，且第三保偏光纤、第 四保偏光纤的纤芯连线与它们自身的快轴或慢轴平行或垂直，所述第三保偏光纤及第四保 偏光纤的端面位于第二正透镜的后焦面上，所述第三保偏光纤、第四保偏光纤、第二双纤毛 细管、第二正透镜、第二固定圆管组成了第二双纤保偏光纤准直器，且第三保偏光纤或第四 保偏光纤单独或同时被单模或多模光纤替换。
4. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述第一渥拉斯顿棱镜 位于所述第一双纤保偏光纤准直器右侧，所述第三正透镜位于第一渥拉斯顿棱镜右侧，所 述波片组位于第三正透镜与第四正透镜之间，所述第二渥拉斯顿棱镜位于第四正透镜与所 述第二双纤保偏光纤准直器之间。
5. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述第一保偏光纤、第二 保偏光纤包含一个研磨抛光的端面，且抛光的端面镀有增透膜，所述第一保偏光纤、第二保 偏光纤与第一双纤毛细管用胶粘剂固定，同样的，所述的第三保偏光纤和第四保偏光纤包 含一个研磨抛光的端面，且抛光的端面镀有增透膜，所述第三保偏光纤和第四保偏光纤分 别与第二双纤毛细管用胶粘剂固定。
6. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述的第一双纤毛细管 和第一正透镜固定在内径与第一双纤毛细管和第一正透镜的外径相匹配的第一固定圆管 的内部，同样的，所述的第二双纤毛细管和第二正透镜固定在内径与第二双纤毛细管和第 二正透镜的外径相匹配的第二固定圆管的内部。
7. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述的第一渥拉斯顿棱 镜由两片光轴互相垂直、且与光轴入射光方向垂直的单轴双折射晶体光楔组成，所述第一 渥拉斯顿棱镜中心点与第一正透镜前焦点重合，且其楔角方向与第一保偏光纤、第二保偏 光纤的纤芯连线平行，所述第一渥拉斯顿棱镜将一束入射光分成两束偏振面互相正交的线 偏振光，这两束线偏振光之间有夹角，且夹角等于第一保偏光纤与第二保偏光纤的纤芯距 除以第一正透镜的焦距，单位为弧度。
8. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述波片组由两片沿第 一沃拉斯顿棱镜楔角方向依次放置的半波片组成，两半波片之间有一定的间隔，且两半波 片的光轴互相平行，且分别对一束线偏振光90度旋转，从而进行偏振态交叉重组。
9. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述第三正透镜与第四 正透镜焦距相等或接近，两者后焦点重叠放置。
10. 根据权利要求1所述的一种偏振分束合束器，其特征在于：所述的第二渥拉斯顿棱 镜由两片光轴互相垂直、与光轴入射光方向垂直的单轴双折射晶体光楔组成，所述第二渥 拉斯顿棱镜与所述第一沃拉斯顿棱镜的楔角方向平行或反平行放置，所述第二渥拉斯顿棱 镜中心点与第二正透镜前焦点重合，且其楔角方向与第三保偏光纤、第四保偏光纤的纤芯 连线平行，所述第二渥拉斯顿棱镜将一束入射光分成两束偏振面互相正交的线偏振光，这 两束线偏振光之间有夹角，夹角等于第三保偏光纤与第四保偏光纤的纤芯距除以第二正透 镜的焦距，单位为弧度。
【文档编号】G02B6/27GK104216050SQ201410476807
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】龙跃金 申请人:光越科技(深圳)有限公司