CN102749719A - 新型光学退偏器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型光学退偏器，包括合光组件以及退偏组件，合光组件具有双折射棱镜，双折射棱镜的第一晶体的光轴与第二晶体的光轴之间形成90o的夹角，其中，退偏组件位于合光组件的光出射端，退偏组件具有分光元件以及位于分光元件出射端的合光元件，且分光元件与合光元件之间设有延时片，延时片位于分光元件的一个出射光路上。本发明提供的光学退偏器能够对线性偏振光进行退偏，并可以实现对光束的合光和/或隔离，且生产成本低，体积小。

Description

新型光学退偏器

技术领域

本发明涉及一种新型光学器件，尤其涉及一种用于对偏振光进行退偏的新型光学退偏器。

背景技术

随着网络通讯的发展，光纤网络的数据传送速度越来越快，对光纤网络的容量要求也越来越高。现有光纤网络传输的大多为偏振光，由此带来的器件偏振相关损耗、偏振相关增益等对偏振光敏感的干扰，都影响光纤网络传输信号的质量。因此，现有的一些光纤网络使用光学退偏器实现对偏振光进行退偏处理，以将偏振光变成非偏振光。

常见的光学退偏器是Lyot退偏器，该退偏器的结构如图1所示。Lyot退偏器由两段双折射晶体或双折射光纤构成，以双折射晶体为例，图1所示的Lyot退偏器由第一段双折射晶体11及第二段双折射晶体12构成，第一段双折射晶体11的末端与第二段双折射晶体12的首端对接。并且，第一段双折射晶体11的长度为L1，第二段双折射晶体的长度为L2，且L2是L1的两倍。

参见图2，在第一段双折射晶体11与第二段双折射晶体12相接面上，第一段双折射晶体11的光轴方向Y与第二段双折射晶体12的光轴方向Y'之间形成45°的夹角。

参见图3，入射光u(0)从第一段双折射晶体11的入射端入射后，沿着光轴方向分解成偏振态相互垂直的两个光分量：寻常光(o光)和非寻常光(e光)，在图3中分别表示为u_x(0)以及u_y(0)。两个光分量u_x(0)以及u_y(0)相对于第一段双折射晶体11的折射率不相同，称为o光折射率与e光折射率，因此两个光分量u_x(0)以及u_y(0)在第一段双折射晶体11内传播速度也是不一样的。两个光分量u_x(0)以及u_y(0)经过第一段双折射晶体的长度L1后为光分量u_x(L1)以及u_y(L1)，两个光分量u_x(L1)以及u_y(L1)之间产生时间差，即延时τ₁为

                                                                   

                   （式1）

式1中，Δn为o光折射率与e光折射率的差值，c为光速。

类似的，光分量u_x(L1)入射到第二段双折射晶体12后沿着光轴垂直和平行方向再次分解成两个偏振态相互垂直的光分量u_xx' (L1)以及u_xy' (L1)，光分量u_xx' (L1)以及u_xy' (L1)经过第二段双折射晶体的长度L2后为光分量u_xx' (L2)以及u_xy' (L2)。

光分量u_y (L1)入射到第二段双折射晶体12后沿着光轴垂直和平行方向再次分解成两个偏振态相互垂直的光分量u_yx' (L1)以及u_yy' (L1)，光分量u_yx' (L1)以及u_yy' (L1)经过第二段保偏光纤的长度L2后为光分量u_yx' (L2)以及u_yy' (L2)。

由于不同偏振态的光分量在双折射晶体中传播时存在时间差，形成了延时，如光分量u_xx' (L2)与光分量u_xy' (L2)之间的延时为τ₂。

为了满足将偏振光变为非偏振光的要求，需要到达第二段双折射晶体12出射端的各个光分量互不相干，即要求

，

，其中τ_c是传输光的相干时间，这样，需要第一段双折射晶体11的长度L1与第二段双折射晶体12的长度L2满足以下要求：

            

       （式2）， 

        （式3）

但是，现通讯系统常用的是光谱分布相对较窄带光源，如拉曼放大器等。由于双折射晶体中o光与e光之间的折射率差值Δn较小，则该退偏器需要总长度上百毫米的两段双折射晶体才能实现退偏。由于双折射晶体成本较高，如此长的双折射晶体也难以生产及装配，因此该退偏器一般只适用于退偏宽光谱的光源，不能用于相干长度较长的常用准单色光的退偏，导致该退偏器的使用范围受到极大的限制。

因此，公告号为CN2530368Y的实用新型专利公开了名为“一种光的偏振合波与消偏的混合器件”的发明创造，该混合器件具有渥拉斯顿棱镜作为合波器件，并在渥拉斯顿棱镜的出射端设置消偏波片，并且消偏波片的厚度需要满足对快轴光和慢轴光的光程差大于光源的相干长度的要求。

但是，将消偏波片的厚度设置足够厚并满足上述消偏要求，对于一般的双折射晶体，如钒酸钇晶体，其厚度需要设置得很长，不但导致混合器件的体积较大，而且会大大增加混合器件的生产成本。

对于拉曼泵浦激光器产生的光源，通常包含有多个波长不同的光束，这些光束均为偏振度较高的线性偏振光，并且这些光束的功率随波长的变化而变化，如图4所示。拉曼泵浦光源的功率变化曲线随波长的变化出现周期性的波峰与波谷，相邻的两个波峰对应波长的波长差为δλ，两两相邻的波峰对应波长之间的波长差δλ基本上相等，且波长差δλ非常小，通常在纳米级甚至更小。

为了实现对拉曼泵浦光源的退偏，可以将拉曼泵浦光分成两束能量相等且偏振态相互垂直的光束，让其中一束光束多走一段光程以便两束光束形成光程差，并且这个光程差能够确保相邻的波峰对应的波长的光束相位相差半个周期或者半个周期的奇数倍。这样，如图5所示，用斯托克斯空间表示，在出射时，各相邻波峰的相位均相差π或π的奇数被，其矢量和将互相抵消，即整个波段的合成光能量能实现退偏。

上述方法的原理是使拉曼泵浦光源中某一波长的光束的相位与相邻峰值波长的光束的相位的差值为半个周期的奇数倍，可以通过以下公式表示：

               （式4）

式4中，Γ（λ）表示波长为λ的光束相位，Γ（λ+δλ）表示波长为λ+δλ的光束的相位，m为大于或等于零的整数，π是半个周期的相位角度。

此外，由于现有的光源需要对多束光束进行合光以后进行退偏处理，也有一些光源产生的光束出射以后，后面的系统会把光束反射到光源中对光源造成影响，需要设置对反射光束进行隔离的器件以防止后面的系统把光线反射到光源中。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种体积小且生产成本低、有效对拉曼泵浦光源进行退偏的光学退偏器。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的光学退偏器包括合光组件以及退偏组件，合光组件具有双折射棱镜，双折射棱镜的第一晶体的光轴与第二晶体的光轴之间形成90o的夹角，其中，退偏组件位于合光组件的光出射端，退偏组件具有分光元件以及位于分光元件出射端的合光元件，且分光元件与合光元件之间设有延时片，延时片位于分光元件的一个出射光路上。

其中，上述的双折射棱镜可以是渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜、诺马尔斯基(Nomarski)棱镜、塞拿蒙(Sénarmont)棱镜等能进行偏振光分光合光的棱镜，或者是能将非偏振光分成偏振态相互垂直的两束偏振光的棱镜。

由上述方案可见，拉曼泵浦光经过合光组件以后将多束光束合并在一个光路上，并且由退偏组件进行退偏，退偏组件首先将光束分成两束光束，并让其中一束光束经过延时片，另一束光束不经过延时片而是在空气中直接传播，最后由合光元件将两束光束合光。这样，其中一束光束经过延时片后得以延时，能够使最后的合成光束实现某一波长的光束的相位与相邻峰值波长的光束的相位的差值为半个周期的奇数倍的要求，实现对线性偏振光的退偏。

可见，由于本发明的方法是通过在一路光路上设置延时片的方式实现对一路光束的延时，对光束的延时不仅仅是基于两束偏振光在同一介质中传播速度差异形成的，而是通过光束穿过延时片形成的，这样无需使用较长的保偏光纤或消偏波片来实现延时，大大降低光学退偏器的生产成本，也减少光学退偏器的体积。

一个优选的方案是，分光元件具有起偏轴，合光元件也具有起偏轴，且分光元件的起偏轴在第二晶体出射面上的投影与第二晶体的光轴之间形成45o的夹角。

由此可见，通过设置分光元件的起偏轴与第二晶体光轴之间的角度，能够确保入射到分光元件的光束偏振态满足分光要求，确保分成两束偏振态相互垂直的且光能量相等的光束。

进一步的方案是，延时片为玻璃片或双折射晶体。由于光束穿过玻璃片或双折射晶体时会产生较大的延时，使用玻璃片或双折射晶体作为延时片，一方面能够有效地对光束进行延时，另一方面这些材料成本较低，也有利于光学退偏器低成本的实现。

当然，本发明提供的光学退偏器还有另外的实现方式，其可以包括隔离组件以及退偏组件，隔离组件具有第一楔角片、位于第一楔角片光出射端的旋光片以及位于旋光片光出射端的第二楔角片，第一楔角片的晶轴与第二楔角片的晶轴形成45°的夹角，其中，退偏组件位于隔离组件的光出射端，退偏组件具有分光元件以及位于分光元件出射端的合光元件，且分光元件与合光元件之间设有延时片，延时片位于分光元件的一个出射光路上。

由上述方案可见，光学退偏器的退偏组件将光束分束以后，再将其中一束光束经过延时片后输出，并对线偏光进行合光，从而实现退偏目的。同时，由于光学退偏器还设有隔离组件，通过两个楔角片以及法拉第旋光片进行隔离，避免后面系统反射的光束入射到拉曼泵浦光源中，对光源造成影响。

本发明提供的光学退偏器还可以包括第三种实现方式，该光学退片器包括合光隔离组件以及退偏组件，合光隔离组件具有第一偏振器、位于第一偏振器光出射端的旋光片以及位于旋光片光出射端的第二偏振器，其中，退偏组件位于合光隔离组件的光出射端，退偏组件具有分光元件以及位于分光元件出射端的合光元件，且分光元件与合光元件之间设有延时片，延时片位于分光元件的一个出射光路上。

由上述方案可见，光学退偏器的退偏组件将光束分束以后，在将其中一束光束经过延时片后输出，并对线偏光进行合光，从而实现退偏目的。同时，由于光学退偏器还设有合光隔离组件，通过两个偏振器以及法拉第旋光片进行两入射光束的合束及反向光隔离，完成泵浦源能量合成，提高总能量及避免后面系统反射的光束入射到拉曼泵浦光源中两项功能。

附图说明

图1是现有一种光学退偏器的结构示意图。

图2是图1示光学退偏器中第一段双折射晶体出口端与第二段双折射入口端的双折射主轴的示意图。

图3是光经过现有光学退偏器时的光分量空间位置延迟示意图。

图4是拉曼泵浦光源波长与功率增益的谱形图。

图5是斯托克斯空间下拉曼泵浦光的偏振度衰减图。

图6是本发明第一实施例的结构示意图。

图7是本发明第一实施例中光束穿过合光组件的光路图。

图8是本发明第一实施例中光束逆向穿过合光组件的光路图。

图9是本发明第一实施例中光束穿过退偏组件的光路图。

图10是本发明第二实施例中退偏组件的结构原理图。

图11是本发明第三实施例的结构原理图。

图12是本发明第四实施例的结构示意图。

图13是本发明第四实施例的光路图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的光学退偏器用于对诸如拉曼泵浦光源等产生的线偏光进行退偏处理，还可以对线偏光进行合光和/或隔离的处理。

第一实施例：

参见图6，本实施例具有合光隔离组件以及位于合光隔离组件光线出射端的退偏组件，其中合光隔离组件包括偏振器21、旋光片22以及偏振器23，退偏组件包括双折射晶体24、延时片25以及双折射晶体26。其中偏振器21的光轴21a的方向与偏振器23的光轴23a的方向沿光传输方向看成45°的夹角。

双折射晶体24是分光元件，其光轴24a方向与双折射晶体24的顶面成一定的角度，例如，若双折射晶体24为钒酸钇晶体，该角度为47.85°，这样寻常光和非寻常光在双折射晶体24中传输时分开的角度最大，即最短的双折射晶体24长度能在出射端产生最大的位移。相同地，双折射晶体26的光轴26a的方向与顶面之间也形成相同的角度。并且，双折射晶体24的光轴24a在偏振器23上出射面上的投影与偏振器23的光轴23a之间形成45°的夹角。

本实施例中，双折射晶体24的起偏轴是其光轴24a，双折射晶体26的起偏轴也是其光轴26a。

参见图7，合光隔离组件用于对入射的光束进行合光并实现隔离功能，由偏振器21、旋光片22以及偏振器23组成，其中旋光片22位于偏振器21、23之间，并在磁场下工作。偏振器21的入射面61垂直于合光隔离组件的轴线，而出射面62与合光隔离组件的轴线形成的夹角为锐角α。锐角α需配合两束入射光束L11、L12的角度及偏振方向，一般地，入射光束由双光纤保偏准直器入射，入射到偏振器21的两束光束L11、L12的偏振方向互相垂直，设定的夹角α能确保两束光束L11、L12经合光隔离组件合光。偏振器23的入射面63与偏振器21的出射面62平行，而偏振器23的出射面64与偏振器21的入射面61平行。

如图7所示的，入射的光束L11与L12以一定夹角入射，且光束L11的偏振态平行于纸面，而光束L12的偏振态垂直于纸面，即光束L11的偏振态与光束L12的偏振态相互垂直。光束L11、L12入射到偏振器21后分别发生折射并形成光束L13、L14，从图7可见，光束L13与光束L14之间的夹角小于光束L11与光束L12之间的夹角。偏振器21并不会改变入射光束的偏振方向，因此光束L13的偏振态与光束L11的偏振态相同，而光束L14的偏振态与光束L12的偏振态相同。

光束L13、L14从偏振器21出射以后，分别形成光束L15、L16，并分别入射到法拉第旋光片22中。法拉第旋光片22需要在磁场下工作，若法拉第旋光片22不自带磁体以产生磁场，则需要在法拉第旋光片22近旁设置一块磁体以产生法拉第旋光片22工作所需的磁场。

光束L15、L16入射到法拉第旋光片22后，沿光的传输方向看，偏振方向发生45°的旋转。因该偏振方向不与纸面垂直或平行，而是与纸面呈45度夹角，这里用平面45°倾斜线表示，且在后面的偏振态图示中，皆用此方法表示。如图7所示的，光束L15入射到法拉第旋光片22后，形成光束L17，光束L17的偏振态与光束L15的偏振态相比，发生了45°的旋转。相同地，光束L16入射到法拉第旋光片22后形成的光束L18的偏振态也与光束L16的偏振态相比发生了45°的旋转。

光束L17、L18从法拉第旋光片22出射后，入射到偏振器23中，并在偏振器23的入射面63上合光，即光路发生重合，光束L17、L18入射到偏振器23后分别形成光束L19、L20输出。偏振器23的光轴与偏振器21的光轴形成45°夹角，且经过法拉第旋转片22的旋转后，原在偏振器21的寻常光L13在偏振器23中为非寻常光L19，原在偏振器21的非寻常光L14在偏振器23中为寻常光L20，光束L19、L20可以从偏振器23的出射面64出射，且光束L19的偏振态与光束L20的偏振态相互垂直的光束。这样，入射的光束L11、L12经过合光隔离组件以后，产生较大角度的偏折，形成在同一光路上传播的两束光束L19、L20出射，实现了光束的合光。

下面结合图8来说明合光隔离组件的隔离功能。假设在同一光路上的两束光束L21、L22垂直地入射到偏振器23中，且光束L21的偏振态与光束L22的偏振态相互垂直。光束L21、L22从偏振器23出射后分别折射形成两束光束L23、L24并入射到法拉第旋光片22中，光束L23的偏振态与光束L21的偏振态发生了45°的旋转，而光束L24的偏振态与光束L22的偏振态也发生了45°的旋转，且光束L23的偏振态与光束L24的偏振态垂直。因光法拉第旋转片的旋转方向只与其磁场方向有关，与传输方向无关，所以经过法拉第旋转片22的旋转后，光束在原在偏振器23的寻常光L22在偏振器21中仍为寻常光L26，原在偏振器23的非寻常光L21在偏振器21中仍为非寻常光L25。

光束L23、L24从法拉第旋光片22出射后入射到偏振器21，分别形成光束L25、L26，且光束L25、L26的偏振态相互垂直。最后，光束L25、L26从偏振器21出射并分别折射形成光束L27、L28，光束L27、L28沿着同一光路出射，但平行于合光隔离组件的轴线。对比图7与图8可见，从后面系统反射的光线L21、L22经过合光隔离组件后，不能沿着原先入射的光束L11、L12的方向出射，也就是无法入射到原先的入射光纤中，实现了对拉曼泵浦光源的隔离，避免后面系统的光束对拉曼泵浦光源造成干扰。

参见图9，退偏组件位于合光隔离组件的出射端，退偏组件由双折射晶体24、26以及延时片25构成，延时片25位于双折射晶体24与双折射晶体26之间，且位于双折射晶体24的一个出射光路上。

偏振态相互垂直的光束L19、L20从合光隔离组件出射后，入射到双折射晶体24上。光束L19入射到双折射晶体24后，形成偏振态相互垂直的两束偏振光L31、L32，而光束L20入射到双折射晶体24后，也形成偏振态相互垂直的两束偏振光L33、L34，光束L31与光束L33的偏振态相同，而光束L32与光束L34的偏振态相同。

光束L31、L33从双折射晶体24出射后，在空气中传播，并形成光束L35、L36，最后入射到双折射晶体26中，形成光束L41、L42。双折射晶体26的光轴与双折射晶体24的光轴与顶部的夹角相等但方向相反，且双折射晶体24的长度与双折射晶体26的长度相等。这样的设计能使经双折射晶体24分开的两束光能在双折射晶体26中合光。当然，双折射晶体24、26的光轴方向不一定按照上述方式设置，只要能够实现双折射晶体24分光，并在双折射晶体26中合光的光轴设计也能够实现本发明的目的。光束L32、L34从双折射晶体24出射后，形成光束L37、L38，并入射到延时片25上。本实施例中，延时片25用于对光束L37、L38进行延时，其可以是玻璃片或者是双折射晶体，只要具有透光能力且光在其中的传播速度小于空气的介质都可以实现。

光束L37、L38经过延时片以后，形成光束L39、L40，并入射到双折射晶体26中，形成光束L43、L44，光束L41、L42、L43、L44从双折射晶体26出射时在同一光路上，因此双折射晶体26作为合光元件，用于对多路光路上的光束进行合光。

为了实现对偏振光进行退偏，满足式4的要求，需要对双折射晶体24的长度L3与延时片25的长度L4进行设置。对于波长为λ的光束，入射到双折射晶体后分成的寻常光与非寻常光的延时时间近似为

，其中Δn是非寻常光的折射率

与寻常光折射率之间的差值，即

                    （式5）

光束经过双折射晶体24与延时片25后的整体相位延时可以用以下公式表示：

              （式6）

其中

是延时片25的折射率。

将式6代入式4可以得到：

（式7）

其中m是大于或等于零的整数。当取m=0时，可以计算得出

 （式8）

因此，计算得到

        （式9）

其中，

就是图4中所示的相邻的两个波峰对应波长的波长差，其可以通过对光源的扫描得到，而折射率差Δn以及延时片的折射率可以根据双折射晶体24以及延时片25所用材料确定。这样，当确定双折射晶体24的长度L3以后，就可以计算出延时片的长度L4。

由于光束入射到双折射晶体24后分成的两束光束就是寻常光与非寻常光，因此Δn就是光束L31与光束L32在双折射晶体24内的折射率差。

只要双折射晶体24的长度L3以及延时片25的长度L4满足上述要求，退偏组件即可实现对偏振光的退偏，确保从双折射晶体26出射的光束偏振态相互抵消，实现退偏的目的。

这样，光束经过合光隔离组件、退偏组件后，实现了两束光束的合光以及退偏，并且确保后面系统反射的光束不会入射到泵浦光源中对泵浦光源造成影响。

第二实施例：

本实施例具有合光隔离组件以及退偏组件，其中合光隔离组件与第一实施例的相同，不再赘述，本实施例的退偏组件的原理图如图10所示。

退偏组件由偏振分束器27、延时片28以及偏振合束器29组成，其中偏振分束器27用于对偏振光进行分光，是本实施例的分光元件，偏振合束器29用于对两路光路的光束进行合光，是本实施例的合光元件。延时片28位于偏振分束器27与偏振合束器29之间，且延时片28位于偏振合束器27的一个出射光路上。

两束偏振态相互垂直的光束L51、L52入射到偏振分束器27上，在分光面51上镀有偏振分光膜，偏振分光膜能够透射一种偏振态的光分量，并反射另一种偏振态的光分量，透射的光分量的偏振态与反射的光分量的偏振态相互垂直。

偏振分束器27具有其起偏轴，起偏轴是被偏振分光膜透射的光束的偏振方向。相同的，偏振合束器29也具有起偏轴，起偏轴的方向与偏振分束器27起偏轴的方向相同。并且，偏振分束器27的起偏轴在偏振器23出射面上的投影与偏振器23的光轴形成45°的夹角。

因此，在分光面51上，光束L51和光束L52分别分成偏振态相互垂直的光束L53、L55和L54、L56，其中光束L53、L54透射穿过分光面51并出射，形成光束L57、L58，再直接进入偏振合束器29的合光面54上。而光束L55、L56在分光面51上发生反射，然后经过反射面52的反射，形成光束L59、L60。光束L59、L60穿过延时片28形成光束L61、L62。光束L61、L62入射到反射面53上，形成反射光束L63、L64，并入射到偏振合束器29的合光面54上。反射面54上也镀有偏振分光膜，起到做合光的作用。

分别经过反射和透射的光束L63、L64和L57、L58在合光面54上合成同一光路出射，分别形成光束L65、L66、L67、L68。在上述过程中，各束光束的偏振态不会发生改变。

因此，本实施例的退偏组件还是将在同一光路上的两束光束分开，并让其中一路光束穿过延时片，由此产生延时，最后将两束光束合光，让两束光束在同一光路上出射。

从图10可见，偏振态垂直于纸面的光束比偏振态平行于纸面的光束多走了光束L55、L56及L63、L64的光程。在这种情况下，假设光束L55、L56在偏振分束器27内垂直走的距离为L5，而延时片28的长度为L6，根据第一实施例的退偏原理，可以分别将L5、L6替换式7、式8、式9中的L3、L4，则可以得出长度L5与延时片28长度L6的关系，即

（式10）

当m=0时，有

        （式11）

一般偏振分光膜都镀在同种玻璃基材上，取n是分光元件和合光元件所用玻璃基材的折射率，

是延时片28的折射率。

因此，从第一实施例与第二实施例的退偏组件可以总结出分光元件长度与延时片长度的关系，假设光束入射到分光元件并分成两束光束后，其中在双折射晶体内传输的距离或一束光束多经过的距离为L，延时片的长度为L'，折射率差异值为n₁，折射率差异值n₁是指在双折射晶体内传播的寻常光折射率与非寻常光折射率的折射率差或者是其中一束光束在偏振分光棱镜内传播的折射率，在延时片内传播光束的折射率为

，则可以得出距离L与长度L'的关系：

（式12）

其中，m为大于或等于零的整数，若取m=0，则计算得出

        （式13）

通过以上设置，可以实现对线偏光的退偏，同时也实现对两束光束的合光以及设置了隔离功能。

第三实施例：

参见图11，本实施例具有合光组件以及退偏组件，合光组件为双折射棱镜31，退偏组件由作为分光元件的双折射晶体34、延时片35以及作为合光元件的双折射晶体36构成，退偏组件的结构与工作原理与第一实施例相同，在此不再赘述。

双折射棱镜31具有两块晶体32、33，其中晶体32的光轴与晶体33的光轴相互垂直，即晶体32的光轴与晶体33的光轴之间形成90°的夹角。并且双折射晶体34的光轴在晶体33的出射面上的投影与晶体33的光轴形成45°的夹角。双折射棱镜31可以是沃拉斯顿棱镜、洛匈棱镜、诺马尔斯基(Nomarski)棱镜或塞拿蒙(Sénarmont)棱镜等能进行偏振光分光合光的棱镜。

光束L81与光束L82入射到双折射棱镜31后，形成一束光束L83出射，并出射到双折射晶体34上，由退偏组件对偏振光进行退偏处理。

本实施例中合光组件不具备隔离功能，主要应用在无需对后面系统反射的光束进行隔离的场合。

当然，本实施例退偏组件可以更换成如第二实施例所描述的退偏组件，也能够实现对偏振光的退偏。

第四实施例：

参见图12与图13，本实施例具有隔离组件以及退偏组件，其中隔离组件由楔角片41、43以及旋光片42组成，退偏组件由双折射晶体44、46以及延时片45组成，退偏组件的结构与工作原理与第一实施例相同，不再赘述。

楔角片41的晶轴与楔角片43的晶轴之间形成45°的夹角，且楔角片41的入射面65与隔离组件的轴线之间形成一个角度为锐角的夹角，楔角片41的出射面66与隔离组件的轴线垂直。楔角片43的入射面67平行于楔角片41的出射面66，而楔角片43的出射面68平行于楔角片41的入射面65。此外，双折射晶体44的光轴在楔角片43的出射面68上的投影与楔角片43晶轴之间形成45°的夹角。

法拉第旋光片42设置在楔角片41与楔角片43之间，其在磁场下工作，光束穿过法拉第旋光片42是偏振态发生45°的旋转。

光束L71入射到楔角片41后形成两束偏振态相互垂直的光束L72、L73，光束L72与L73入射到法拉第旋光片42后分别形成光束L74、L75，且光束L74、L75的偏振态与光束L72与L73相比，分别发生了45°的旋转。接着，光束L74、L75分别入射到楔角片43中，分别形成光束L76、L77，光束L76、L77从楔角片43出射后合光，在同一光路上传播，并入射到退偏组件。

隔离组件能够对后面系统反射的光线进行隔离，隔离组件具体的隔离原理可以参见公告号为CN1393722A公开的名称为“光隔离器”的发明专利申请。

当然，实施例的退偏组件可以更换成如第二实施例所描述的退偏组件，这样也能够实现本发明的目的。

本发明的退偏组件通过对入射的光束分成两束，并且将其中一束光束穿过延时片实现延时，最后通过合光元件将两束光束合光输出。这样，通过延时片实现对一束光延时，确保两束光产生一定的光程差，让光程差满足某一功率峰值的波长光束与相邻功率峰值的波长光束之间产生半个周期或半个周期奇数倍的条件，实现对偏振光的退偏。这样，不需要使用长度很长的保偏光纤，也不需要使用很长的消光波片，从而降低光学退偏器的生产成本，也减小光学退偏器的体积。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如使用双折射位移片替代双折射棱镜、或者使用具有偏振膜的器件来实现合光与分光等，这样变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.新型光学退偏器，包括

合光组件以及退偏组件，所述合光组件具有双折射棱镜，所述双折射棱镜的第一晶体的光轴与第二晶体的光轴之间形成90o的夹角；

其特征在于：

所述退偏组件位于所述合光组件的光出射端，所述退偏组件具有分光元件以及位于所述分光元件出射端的合光元件，且所述分光元件与所述合光元件之间设有延时片，所述延时片位于所述分光元件的一个出射光路上。

2.根据权利要求1所述的新型光学退偏器，其特征在于：

所述分光元件具有起偏轴，所述合光元件也具有起偏轴，所述分光元件的起偏轴在所述第二晶体出射面上的投影与所述第二晶体的光轴之间形成45o的夹角。

3.根据权利要求1所述的新型光学退偏器，其特征在于：

所述分光元件为第一双折射晶体或偏振分束器，所述合光元件为第二双折射晶体或偏振合束器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的新型光学退偏器，其特征在于：

所述延时片为玻璃片或第三双折射晶体。

5.新型光学退偏器，包括

隔离组件以及退偏组件，所述隔离组件具有第一楔角片、位于所述第一楔角片光出射端的旋光片以及位于所述旋光片光出射端的第二楔角片，所述第一楔角片的晶轴与所述第二楔角片的晶轴形成45°的夹角；

其特征在于：

所述退偏组件位于所述隔离组件的光出射端，所述退偏组件具有分光元件以及位于所述分光元件出射端的合光元件，且所述分光元件与所述合光元件之间设有延时片，所述延时片位于所述分光元件的一个出射光路上。

6.根据权利要求5所述的新型光学退偏器，其特征在于：

所述分光元件具有起偏轴，所述合光元件也具有起偏轴，所述分光元件的起偏轴在第二楔角片出射面上的投影与所述第二楔角片的晶轴之间形成45o的夹角。

7.根据权利要求5或6所述的新型光学退偏器，其特征在于：

所述分光元件为第一双折射晶体或偏振分束器，所述合光元件为第二双折射晶体或偏振合束器。

8.新型光学退偏器，包括

合光隔离组件以及退偏组件，所述合光隔离组件具有第一偏振器、位于所述第一偏振器光出射端的旋光片以及位于所述旋光片光出射端的第二偏振器；

其特征在于：

所述退偏组件位于所述隔离组件的光出射端，所述退偏组件具有分光元件以及位于所述分光元件出射端的合光元件，且所述分光元件与所述合光元件之间设有延时片，所述延时片位于所述分光元件的一个出射光路上。

9.根据权利要求8所述的新型光学退偏器，其特征在于：

所述分光元件具有起偏轴，所述合光元件也具有起偏轴，所述分光元件的起偏轴在第二偏振器出射面上的投影与所述第二偏振器的光轴之间形成45o的夹角。

10.根据权利要求8或9所述的新型光学退偏器，其特征在于：

所述分光元件为第一双折射晶体或偏振分束器，所述合光元件为第二双折射晶体或偏振合束器。

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