1550nm高消光比偏振分光棱镜的研制

摘要

目前，普通偏振分光棱镜(PBS)消光比制做水平仅限于26dB左右，通讯领域中的偏振合波/分波器(仅用PBS实现)指标要求为23dB，但消光比低容易造成通讯线路中的串扰，而使用晶体偏光器件偏振合波器(PBC)可以改善这一点，但其价格太高，并且商品化的晶体PBC的指标要求也仅为29dB。另外，PBS在Interleaver中的应用更对其消光比性能提出了高的要求，所以研制出高消光比(30-35dB)的PBS将会有很大的市场需求。高消光比PBS被用来实现入射光的分离，将TE(S)模式的光实现很高的反射，让TM(P)光模式实现高的透射，来减少杂光干扰，提高系统分辨能力。造成偏振分光棱镜消光比偏低的原因可能是：膜系设计和制作工艺存在不足。本文从这两方面进行分析和研究，改善了它的制作水平。 本文应用菲涅尔原理得到光线倾斜入射产生偏振分离的各个分量的表达方法，介绍了普通偏振分光棱镜的设计原理和实际中存在的问题，用薄膜的特征矩阵方法分析了λ/4规整膜系的反射、透射及反射带宽特性；着重分析了高消光比偏振分光膜的设计原理，运用膜系驻波场分布理论来分析确定膜系的初始结构，从设计上通过减少高折射率镀膜材料在偏振分光膜系中的使用厚度，提高整个膜层的光学性能(P光的透射，S光的反射)；应用TFCALC35膜系设计软件对膜系初始结构进行优化，得到实用膜系。接下来运用成膜理论分析膜层结构缺陷的成因，以及这些缺陷对膜层性能的影响：通过对成膜工艺参数的实验、分析和改进，从工艺上降低了Si02膜料的散射对偏振分光膜消光比的影响，确定了该膜系的制作工艺参数。并总结出制作对光学性能要求较高的薄膜时，在膜系设计、膜料选取、工艺实现阶段应当注意的问题。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

2偏振分光棱镜的理论模型分析

31550nm高消光比偏振分光棱镜的分光膜膜系设计

4高消光比偏振分光棱镜成膜工艺的研究

5实验结果和测试分析

6总结

致谢

参考文献

附录