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偏振分束器主要存在哪些种类呢?

发布时间:2021-02-22浏览:165次
   现代光学系统中偏振光常作为信息的载体,因此控制光束的偏振态是个十分重要的研究范畴。偏振分束器是将TE模和TM模按照不同的传播方向分开,从而获得两正交偏振光束的光学元件,并具有偏振器和分束器的功能,在激光、液晶显示、光通信、光存储以及偏振成像等领域中起着重要作用。
  随着光纤通信及光纤传感测量技术的迅猛发展,偏振分束器变得越发重要,尤其是具有高消光比、高透射率、低损耗且微型化的偏振分束器。
  我们来认识下不同类别偏振分束器的特征:
  1.晶体波导偏振分束器
  按组成结构分为基于光子晶(PBG)偏振分束器和光子晶体光纤(PCF)偏振分束器两种。
  基于光子晶体偏振分束器主要是利用两个平行周期介质波导中的定向耦合,来设计一种结构简单、结构紧凑的偏振分束器,根据光子晶体独特的性质,可以控制电磁波在器件中的传播,具有入射角度可变,透射率较高,消光比良好,尺寸较小,易于制作和集成化的特点。
  2.硅脊型纳米线光波导偏振分束器
  对于硅纳米线光波导而言,由于硅纳米线光波导的高折射率差及其亚微米横截面尺寸,其双折射效应非常显著,利用其高双折射效应有助实现基于倏逝波耦合的偏振分束器。
  硅脊型纳米线光波导偏振分束器主要利用硅纳米线在外部介质中的倏逝场耦合,基于硅纳米线的高双折射效应来实现,设计优化方便,尺寸小、损耗小。但此类偏振分束器也存在不足之处,如仅能工作在固定波长,工作带宽较窄。
  3.微纳光纤偏振分束器
  近年来,随着微纳米技术的进步,光学系统逐渐朝着微型化和集成化的趋势发展,特别在空间体积受限的情况下,光学器件和光学系统的微型化具有十分重大的意义。然而,由于材料和制备工艺的限制,传统的偏振分束器体积较大,不适合光学系统的微型集成,且许多偏振分束器严格来说并非全光纤制作,在光纤通信系统中兼容性差,制作工艺却相当复杂。
  相较普通光纤,微纳光纤具有强消逝场、强的光约束能力、相对较低的损耗和很好的柔韧性等优点。利用微纳光纤强倏逝场特性可较为简单地实现偏振分束,且成本相对较低。
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