专利名称：一种光学调制器的制作方法
技术领域：
一种光学调制器技术领域 本实用新型涉及光学领域，尤其涉及一种调制光位相、光强、光的偏振方向或 光程的光学调制器。
背景技术：
在光学领域中，通常采用电光晶体、液晶、磁光材料或其他具有特殊功能光学 材料，通过改变电压、电流、磁场实现对光位相、光强、光的偏振方向或光程的调制。常见 的问题是所需要的电压太高、电流太大、磁场太强或体积太大等，在很多光学器件中不适 用。有时亦采用普通机械式移动光学元件方式，由于要求改变的参数很小，因此很难控制变 化量，这样带来改变光学参数较慢的问题。
发明内容本实用新型目的是提供一种改变光位相、光强、光的偏振方向或光程的变化量 很小的光学调制器。本实用新型为实现以上目的，采用如下技术方案光学调制器包括一对或一对以上光学 楔角片和压电陶瓷片，光学楔角片的楔角面两两相对平行，光轴亦相对平行，其中一片或一 对光学楔角片，或一片以上或一对以上光学楔角片分别固定在压电陶瓷片上。其光学楔角片为双折射晶体或光学均匀介质，光学调制器为光位相、光强或光程调制器； 当光学楔角片为双折射晶体，光学偏振光偏振方向与光学楔角片的光轴有一定夹角时，光学 调制器为偏振光学调制器。其一对或多对光学楔角片之后设有一个与光学楔角片相同材料，但光轴方向不同的平行 平片，当光学楔角片为双折射晶体时，平行平片的光轴方向与光学楔角片的光轴方向垂直， 构成光位相、光强、偏振光学调制器或光程调制器的调零级或低级宽温复合波片，当光学楔 角片为光学均匀介质时，构成光位相、光强或光程调制器的温度补偿片。一对光学楔角片或一对以上光学楔角片分别固定在相同厚度的压电陶瓷片上，压电陶瓷 片固定在固定支架上。本实用新型采用以上结构，由压电陶瓷片移动光学楔角片，改变光通过光学楔角片的光的位相差或光程值，从而实现对光学器件的光位相、光强、光的偏振方向或光程调制。由于PZT价格低廉，通常有从低频到几百KHZ的调制频率宽，从可获得较小尺寸、廉价的宽频光强调制器，可应用于激光光强调制，如激光电视光强调制、光通讯可调光学衰减器等多个领域；本光学调制器可广泛应用于偏振分束器、偏振光强调制器、扫描标准具、色散补偿标准具、调节激光输出波长或用锁定激光腔长以及改变整个激光器倍频输出功率等需要调制光相位、光程、光偏振方向、光强度等光学系统中；采用光学楔角片之后设有平行平片，可以补偿温度变化造成的位相差，或者采用光学楔角片分别固定在相同厚度的压电陶瓷片上，压电
陶瓷片固定在固定支架上，当温度变化时两片压电陶瓷片同时膨胀，光学楔角片相对位置不 变，不受温度变化影响。
现结合附图对本发明作进一步阐述图1是本实用新型光学调制器的结构之一示意图；图2是本实用新型光学调制器的结构之二示意图；图3是本实用新型带温度补偿的光学调制器的结构之一示意图；图4是本实用新型带温度补偿的光学调制器的结构之二示意图；图5是本实用新型光学调制器实施例之一的结构示意图；图6是本实用新型光学调制器实施例之二的结构示意图；图7是本实用新型光学调制器实施例之三的结构示意图；图8是本实用新型光学调制器实施例之四的结构示意图；图9是本实用新型光学调制器实施例之五的结构示意图；图IO是本实用新型光学调制器实施例之六的结构示意图；图11是本实用新型光学调制器实施例之七的结构示意图。
具体实施方式
如图1或2所示，本实用新型光学调制器包括一对或多对光学楔角片101、 102和压电陶瓷片103、 104，光学楔角片IOI、 102的一对楔角a角度相等或近似相等，其光 学楔角面两两相对平行，其光轴亦相对平行，其中光学楔角片102固定在压电陶瓷片103上， 或一对或多对光学楔角片101、 102分别固定在压电陶瓷片103、 104上，当压电陶瓷片103 驱动其中一个光学楔角片102，或压电陶瓷片103、 104分别驱动一对或多对光学楔角片101、 102在垂直光线方向移动时，0光与e光之间位相差发生变化。设光学楔角片102垂直光线 移动AX，光学楔角片102光轴平行出射面，光学楔角片101和102楔角a相等，则通过光 学楔角片101和光学楔角片102位相差变化量S为义其中An为O光与e光折射率差值，X为光波长。当光学楔角片IOI、 102为双折射晶体或光学均匀介质时，可构成光位相、光强或光程调 制器l，当光学偏振光偏振方向与光学楔角片IOI、 102的光轴有一定夹角时，通常该夹角为 45° ， ^T构成偏振光学调制器1。当光学楔角片IOI、 102为除双折射晶体外的光学均匀介质时，构成光位相、光强或光程 调制器1 。本实用新型可采用一对或一对以上光学楔角片组101、 102，同时移动其中多对楔角片102，从而减小AX位移量即可获得较大光程差或位相差变化。如图3所示，本实用新型光学调制器的光学楔角片101、 102的折射率通常随温度变化， 相应的位相差亦随温度变化，为消去温度对位相差的影响，光学楔角片101、 102之后设有一 个与光学楔角片IOI、 102相同材料，但光轴方向不同的平行平片105。当光学楔角片101、 102为双折射晶体时，平行平片105的光轴方向可以与光学楔角片 101， 102光轴的方向相互垂直，当压电陶瓷片103静止时，偏振光能过光学楔角片101， 102 构成O光和e光在平行平片105中变成e光和O光。当光线通过光学楔角片101、 102的几 何光线长度等于或接近通过平行平片105的几何光线长度时，光学楔角片IOI、 102与平行平 片105构成零级或近似低级波片，从而构成宽温复合波片，移动压电陶瓷片103构成零级或 近似零级的低级宽温可调波片。当光学楔角片101、 102为光学均匀介质时，平行平片105采用折射率随温度变化dn/ dt相反的材料，作为通过光学楔角片101、 102光程随温度变化的补偿，选择平行平片105 的通光方向长度和dn/ dt值，在压电陶瓷片103静止状态时总长程随温度变化值等于零或接 近零，构成光位相、光强或光程调制器的温度补偿片，从而获得宽温范围的光位相、光强或 光程调制器1。如图4所示，本实用新型光学调制器的一片或一对光学楔角片102，或一片以上或一对 以上光学楔角片IOI、 102分别固定在相同厚度压电陶瓷片103、 104上，压电陶瓷片103、 104固定在固定支架7上，以消去压电陶瓷片103、 104随温度膨胀对楔角片相对位置产生的 变化。实施例l:如图5所示，光学调制器对偏振光的调制，包括起偏器2、双折射晶体楔角片 101、 102、压电陶瓷片103、偏振温度补偿双折射晶体平行平片105和检偏器3。当压电陶瓷 片103工作时，双折射晶体楔角片101、 102、压电陶瓷片103、偏振温度补偿双折射晶体平 行平片105构成可调波片，可改变通过起偏器2后的出射光束的e光和0光的光相位置，使 其偏振面旋转，通过检偏器3则光强将得到改变和调制。入射光为偏振光时，可省去起偏器 2。实施例2:如图6所示，光学调制器对非偏振光的光强调制，该结构包括偏振分束器4、 两个l/2波片5、 6、偏振光学调制器l以及偏振合束器8。偏振分束器4采用Work-off晶体 或PBS棱镜等，将入射光分解为0光和e光，1/2波片5将0光和e光变为相同方向偏振光， 通过如图3所示的偏振光学调制器1调制、再由1/2波片6和偏振合束器8将0光和e光合 束，即可实现对非偏光强的调制。实施例3:如图7所示，光学调制器对光纤的光强调节，在图6所示的非偏振光的光强
度调制器的前后两端分别设准直器15、 16即可。实施例4:如图8所示的光纤光开关，在图7所示的光纤可调衰减器的偏振光学调制器1 输出端，加设一个偏振分束器4'，可采用Work-off晶体，即可构成光纤光开关。实施例5:如图9所示，光学调制器对激光腔调Q输出或输出光强的调制，该结构包括 激光腔前后腔片9、 10、激光增益介质ll和偏振光强调制器l。实施例6:如图10所示，光学调制器调节激光输出波长或用锁定激光腔长结构，其包括 激光腔前后腔片9、 10、激光增益介质ll、光程调制器l、其他功能光学元件13，当光程调 制器1工作时可改变激光腔长，则可调节激光输出波长或用锁定激光腔长。实施例7:如图11所示，光学调制器对激光器倍频输出功率调制的结构，其包括激光腔前后 腔片9、 10、光程调制器l、倍频晶体14、激光增益介质11和其他功能光学元件13，当光程 调制器1工作时，可调节从倍频晶体14发出反向倍频2"与基频光"之间重新进入倍频晶体 14表面时的相位差，从而改变整个激光器倍频输出功率，实现倍频输出腔内调制。
权利要求1、一种光学调制器，包括一对或多对光学楔角片和压电陶瓷片，光学楔角片的楔角面两两相对平行，光轴亦相对平行，其特征在于其一片或一对光学楔角片，或一片以上或一对以上光学楔角片分别固定在压电陶瓷片上。
2、 根据权利要求1所述的一种光学调制器，其特征在于其光学楔角片为双折射晶体或 光学均匀介质，光学调制器为光位相、光强或光程调制器；当光学楔角片为双折射晶体，光 学偏振光偏振方向与光学楔角片的光轴有一定夹角时，光学调制器为偏振光学调制器。
3、 根据权利要求2所述的一种光学调制器，其特征在于其光学偏振光偏振方向与光学 楔角片光轴的夹角为45。。
4、 根据权利要求1或2所述的一种光学调制器，其特征在于其一对或多对光学楔角片 之后设有一个与光学楔角片相同材料，但光轴方向不同的平行平片，当光学楔角片为双折射 晶体时，平行平片的光轴方向与光学楔角片的光轴垂直，为光位方向相、光强、偏振光学调 制器或光程调制器的温度补偿的调零级或低级宽温复合波片，当光学楔角片为光学均匀介质 时，构成光位相、光强或光程调制器的温度补偿片。
5、 根据权利要求1或2所述的一种光学调制器，其特征在于 一片或一对光学楔角片， 或一片以上或一对以上光学楔角片分别固定在相同厚度压电陶瓷片上，压电陶瓷片固定在固 定支架上。
专利摘要本实用新型涉及一种光学调制器，其包括一对或多对光学楔角片和压电陶瓷片，其中一片或一对光学楔角片，或多片或多对光学楔角片固定在压电陶瓷片上，光学楔角片为双折射晶体或光学均匀介质，采用以上结构，由压电陶瓷片改变通过光学楔角片的光的位相差或光程值，从而实现对光的偏振方向或光程调制，可广泛应用于偏振分束器、偏振光强调制器、扫描标准具、色散补偿标准具、调节激光输出波长或用锁定激光腔长以及改变整个激光器倍频输出功率等需要调制光相位、光程、偏振方向、光强度等光学系统中。
文档编号G02F1/03GK201051188SQ20072000750
公开日2008年4月23日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者凌吉武, 砺 吴, 彭永进, 杨建阳, 胡企铨, 伟 郑, 陈卫民 申请人:福州高意通讯有限公司