具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器

针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光 、集成耦合效率低的问题,本文设计了 一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器 件上 层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波 前相 位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计 的器 件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种 偏振 光的总透射率在1550nm处超过了76.5%,偏振 消光比为14.0 dB。因此通过该偏振分束器不但可 以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向 光纤通信的集成光电器件中。     

光通信用偏振分束器的分析与验证

利用冰洲石在近红外波段具有低的光损耗和高的双折射效应,分析了一种新型光通信用偏振分束器,得到了分束器入射角θ、插入损耗α、消光比γ和胶合剂折射率ng的理论设计公式。实验结果表明:实验与理论结果基本吻合,分束器插损<0.3 dB,消光比>20 dB,可供工程实际应用。     

短长度的双椭圆纤芯光子晶体光纤偏振分束器

基于双折射效应设计了一种新型的双椭圆纤芯光子晶体光纤(PCF)偏振分束器,通过在每个纤芯处引入一对大空气孔和一对小空气孔来构成椭圆纤芯。采用全矢量有限元法(FEM)和半矢量光束传播法数值模拟偏振分束器的性能,结果表明,在工作波长1.55μm处,光纤长度为544μm时,X、Y方向偏振光可实现分离,且消光比达到-43.75dB,消光比小于-10dB的带宽为80nm。这为设计具有高消光比和极短长度的双芯光子晶体光纤偏振分束器提供了一种新的结构。     

带输入、输出端口的双芯光纤偏振分束器研究

双芯光纤偏振分束器是一类基于模式干涉的偏振分束器,是以双芯光纤作为定向耦合器,经过双芯光纤的耦合区域后实现的偏振选择性输出,因而其输入、输出端的形状和尺寸会影响光的输出功率及特性。基于椭圆双芯光纤,在分束器的输出消光比满足一定要求(大于20dB)的情况下,借助于RSOFT软件的Beamprop模块,研究双芯光纤偏振分束器输入、输出端口的形状和尺寸以及输入光的波长和线偏振角度对偏振选择特性的影响,及其可能的工作带宽和制作容差。结果表明,双芯光纤偏振分束器形状为S-Bend,X和Z方向的尺寸分别为40μm和4000μm的端口,输入光的工作带宽可以大于7.5nm,对应的耦合区长度较短,约为209.87mm。     

基于偏振锁相的非线偏-线偏光转换技术研究

报道了一种基于偏振锁相的自适应非线偏光-线偏光的产生方法。将激光器输出的非保偏光分成两束偏振态相互垂直的线偏光,基于偏振相干合成的原理,利用基于随机并行梯度下降算法的相位调制器将两个偏振态的光束的相位差锁相到mπ,合成输出的光束即为高消光比的线偏光。理论上,建立了该方法的数学模型,并分析了各种因素对输出消光比和转换效率的影响。实验上,利用空间结构的光路,搭建了相应的实验系统,实现了非线偏激光到线偏振光的自适应偏振转换,获得输出激光偏振度为93.5%,转换效率为88%的线偏振激光输出。     

保偏光纤偏振特性测试系统的光路研究

光纤陀螺是干涉型传感器,光的偏振特性影响该传感器的精度,因此需要对光纤的偏振态进行精确的测试。目前国外有些公司出售检偏系统,但所给的指标并不高,而且价格也非常昂贵,国内使用的测试系统一般都为自制．精度普遍不高,实际测量的消光比小于系统的理论消光比。有偏振特性系统的设计和测试结果,却没有系统误差原因的详细分析。针对这一问题,在给出了高精度保偏光纤偏振测试系统的光路结构基础上．对系统中影响消光比的光路误差进行了分析和计算。通过理论分析和计算机模拟计算,得到本系统的消光比在给定的误差范围内可以达到55dB,能够满足高精度的测量。同时,在计算中得到了e光和。光的透射率,计算结果中棱镜e光的透射率比以往的结果精确2．34％．     

基于电光聚合物材料的光圆偏振调制器的研制

设计并研制了基于电光聚合物光波导的光圆偏振调制器(CPM)。所研制器件的TE TM偏振模式均衡器部分能够实现TE模与TM模间90%的偏振转换效率,这为器件输出光波的偏振分量均衡提供了相当大的调节范围。在均衡了波导中TE模与TM模的基础上,实验表明,器件的TE TM相位差调制器部分实现了很好的光波圆偏振调制输出特性。所测得的输出线偏振光中,45°与-45°斜角方向偏振分量的消光比大于25dB。基于接触式电极化法所获得的电光特性,TE TM偏振模式均衡器部分的偏振转换周期电压约为230V,TE TM相位差调制器部分的调制特性曲线周期约为192V。     

硅基片上偏振分束器研究进展

硅基集成光波导具有很高的折射率对比度,能将光场限制在纳米尺度,是制备结构紧凑、高效的纳米光子器件的关键。但是,高折射率对比度也会引起波导双折射效应。因此,几乎所有纳米光子器件都是偏振相关的。偏振分束器是偏振分集光子集成电路中克服硅纳米器件强偏振依赖性的重要组成部分,在片上相干通信、传感与环境检测等领域具有广阔的应用前景。目前报道的基于亚波长光栅波导结构的偏振分束器,工作带宽在200 nm以上,消光比也超过了20 dB。文章简述了各种类型偏振分束器的工作原理,对其尺寸、消光比、带宽等方面的性能进行了比较,分析了各类偏振分束器的优劣势,最后总结了其主要应用场景并展望了未来发展方向。     

亚波长线栅太赫兹偏振分束器的研究

为了提高工作在太赫兹波段偏振分束器的性能,采用激光诱导与化学镀铜的方法在聚酰亚胺衬底上制作了亚波长周期金属线栅太赫兹偏振分束器,并以返波振荡器作为太赫兹辐射源搭建了偏振分束特性测试系统。当入射波频率为340GHz、入射角为45°时,测得在入射波偏振在0°～180°变化过程中,该偏振分束器具有良好的偏振分束特性,透射和反射的消光比分别为27.3dB和10.5dB,插入损耗分别为0.13dB和0.32dB;用太赫兹时域光谱系统测得偏振分束器在0.2THz～1.5THz频域内透射消光比大于18dB。结果表明,测试结果与时域有限元方法模拟结果基本吻合。     

短长度超高消光比双芯光子晶体光纤偏振分束器

提出了一种基于双芯光子晶体光纤(PCF)的具有短长度和超高消光比的偏振分束器,利用全矢量有限元法(FEM)对双芯PCF的耦合特性和偏振分束器的性能进行了数值研究。研究结果表明:增大纤芯间椭圆孔椭圆率、适当提高掺杂折射率可显著降低双芯PCF的耦合长度;基于该双芯PCF设计的偏振分束器在1.55 mm波长处,长度为0.58 mm时,可以实现x,y偏振态的分离,消光比达到82.33 d B,消光比高于20 d B的带宽为70 nm,高于10 d B的带宽达到110 nm,覆盖了C+L波段。这为设计具有短长度、高消光比、宽带特性的PCF偏振分束器提供了一种新的结构。