任意比例双入口的光束分束合束器

摘要

本发明公开了一种任意比例双入口的光束分束合束器，可以保证分成的H光与V光的光程完全相等，从而保证了出射光的相干性；同时，由于分开的H光与V光经过相近的路径以及相同的反射镜，所以可以保证良好的稳定性，其中半波片，还可以控制光的偏振，通过这种方式达到对分束比例的控制；此外，还可以实现偏振无关的分束合束，或者一定比例偏振相关的分束合束。

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种任意比例双入口的光束分束合束器。

背景技术

现代的光学系统中有许多地方需要使用分束器场合，现有许多常用的分束器，比如 镀膜型的PBS，可以将光分到两边，但是这种分束器对光的偏振，以及角度都有比较高 的要求，对于高精度的光学仪器效果不是很好，当然还有其他的各种的光束分束器，都 有各种不可克服的取点。

鉴于此，有必要研究一种高精度，偏振无关的分束器，来完成一些高精度的光学任 务。

发明内容

本发明的目的是提供一种任意比例双入口的光束分束合束器，调节分束合束比精度 高，且与偏振无关，可以广泛应用于各种光学设备中

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种任意比例双入口的光束分束合束器，包括：光束偏振分束器PBS、三块反射镜 以及两块指点波长的半波片HWP；其中：

三块反射镜记为反射镜1、反射镜2、反射镜3；两块HWP记为HWP1、HWP2；

入射光从PBS左侧的a口和/或从PBS顶端的b口射入PBS，所述入射光为任意偏振的 光束；

当入射光从PBS左侧的a口射入PBS中后，入射光中的H光透射出PBS，入射光中的V 光反射出PBS；其中，透射的H光依次经过反射镜1、HWP1、反射镜2与反射镜3后返回 至PBS；反射的V光依次经过反射镜3、反射镜2、HWP2与反射镜1后返回至PBS；返回 光束中的H光透射出PBS，V光反射出PBS；

当入射光从PBS顶端的b口射入PBS中后，入射光中的水平偏振光H光透射出PBS， 入射光中的竖直偏振光V光反射出PBS；其中，透射的H光依次经过反射镜3、反射镜2、 HWP2与反射镜1后返回至PBS；反射的V光依次经过反射镜1、HWP1、反射镜2与反射 镜3后返回至PBS；返回光束中的H光透射出PBS，V光反射出PBS。

进一步的，通过调节HWP1与HWP2来控制光的偏振，达到分束比例的控制。

进一步的，所述PBS为人造镀膜偏振光束分束器或其他结构的偏振分束器。

进一步的，还包括：设置在PBS出口处的用于反射从PBS出射的H光或者V光的反射 镜4。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，首先，可以保证分成的H光与V光的光程完 全相等，从而保证了出射光的相干性，其次，由于分开的H光与V光经过相近的路径以及 相同的反射镜，所以可以保证良好的稳定性，其中半波片，还可以控制光的偏振，通过 这种方式达到对分束合束比例的控制；此外，还可以实现偏振无关的分束合束，或者一 定比例偏振相关的分束合束。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得 其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种任意比例双入口的光束分束合束器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的PBS分光过程示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种任意比例双入口的光束分束合束器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种任意比例双入口的光束分束合束器，如图1所示，其主要包 括：光束偏振分束器PBS、三块反射镜以及两块指点波长的半波片HWP；其中：三块反 射镜记为反射镜1、反射镜2、反射镜3；两块HWP记为HWP1、HWP2；

按照图1中的结构搭建光路，利用上述所有的光学器件，构造了一个稳定的sagnac环 结构。

本发明实施例中，光束可以从PBS左侧的a口和/或从PBS顶端的b口射入PBS；同 时，入射光为任意偏振的光束。

PBS分光过程如图2所示，所述任意偏振的光束中的H光透射出PBS，V光反射出 PBS。本发明实施例中，所述任意偏振的光束总能分解成H光、V光的叠加，而通过PBS 之后入射光被分束为H光、V光。

当入射光从PBS左侧的a口射入PBS中后，入射光中的H光透射出PBS，入射光中的V 光反射出PBS；其中，透射的H光依次经过反射镜1、HWP1、反射镜2与反射镜3后返回 至PBS；反射的V光依次经过反射镜3、反射镜2、HWP2与反射镜1后返回至PBS；返回 光束中的H光透射出PBS(从c口出射)，V光反射出PBS(从d口出射)；

当入射光从PBS顶端的b口射入PBS中后，入射光中的水平偏振光H光透射出PBS， 入射光中的竖直偏振光V光反射出PBS；其中，透射的H光依次经过反射镜3、反射镜2、 HWP2与反射镜1后返回至PBS；反射的V光依次经过反射镜1、HWP1、反射镜2与反射 镜3后返回至PBS；返回光束中的H光透射出PBS(从d口出射)，V光反射出PBS(从c 口出射)。

如果两束光同时从a，b两端入射，通过调节HWP1，与HWP2，也可以实现两束光任 意比例的合束，并且合束之后出射光保持良好的相干性。

本发明实施例中，通过调节三个反射镜可以使得出射光线重合；当然，也可以根据 需求来调节三个反射镜来改变出射光线的距离。

在图1所示的结构中，返回至PBS中的光束可以包含H光与V光，也可以仅为H光或V 光；具体可以通过调节HWP1与HWP2来控制光的偏振，达到分束比例的控制。示例性 的，H光分光比可以为2:1，V光分光比可以为3:1。

本发明实施例中，所述PBS为人造镀膜偏振光束分束器也可以是类似结构的偏振分 束器。

此外，如果对出射光的方向有要求，可以在c，d出口各加一个反射镜，这样就可以 任意调节出射光的方向，完成复杂的光学任务。示例性的，如图3所示，可以在d出口新 增一个反射镜4，用于反射从PBS出射的H光或者V光，从而改变出射光的方向。当然也可 以在出口设置一个反射镜5，具体的设置方式、反射镜的角度可根据需求来确定。

本发明实施例提供的光束分束器主要具有如下优点：

1)使用的sagnac环结构，环内分开的两束光天然平行并且光程相等，光束走的路程 基本一致，所以出射光有很好的相干性。

2)使用半波片对光束的分束比进行分束合束，这样就可以进行任意比例的分束合束 调节。

3)可以集成在一块较小的区域，分束合束的效果就会更好。

4)可以实现偏振无关的分束合束，也可以实现偏振相关的任意比例的分束合束。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替 换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的 保护范围为准。