CN113376846A - 发散光高集成分合光光学系统及合光方法 - Google Patents

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许远忠
张勇
毛晶磊
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    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems

Abstract

本发明公开一种发散光高集成分合光光学系统及合光方法，应用于光器件领域，针对现有的分合光光学系统占用空间大，不适于微小封装盒体的问题；本发明采用超平面光学薄膜透镜阵列实现两个光源发散光的准直，以及将其中一个准直光的偏振方向旋转90°，偏振方向旋转90°的光经两次偏振分光棱镜转折后与另一准直光光路重合，合光完成，合好的两束准直光经过超平面光学薄膜透镜后汇聚于焦点。

Description

发散光高集成分合光光学系统及合光方法
技术领域
本发明属于光器件领域，特别涉及一种分合光光学系统。
背景技术
传统的分合光系统都是针对准直光进行，对于从芯片或光纤发出的光必须先进行透镜准直后变成准直光再进行合光或者分光，这样的光学系统由分离系统组成，一般是在发光系统(出光为发散光)进行准直透镜耦合转换成准直光，在进入合分光系统。整个光学系统占用空间大，每一光路需要增加lens耦合成本高。对于一些特殊场景如TO Can内部，微小封装盒体内部等无法满足设计的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用一种新型薄膜透镜(采用光刻镀膜的方式实现)实现发散光的合分光系统。
本发明采用的技术方案为：发散光高集成分合光光学系统，包括：超平面光学薄膜透镜阵列21、偏振分光棱镜22、超平面光学薄膜透镜23；两个发散光光源发出的发散光经过超平面光学薄膜透镜阵列21后变为准直光，光源1的准直光继续沿光轴传波，光源2的准直光经过超平面薄膜透镜阵列21后，其偏振方向旋转90°经过偏振分光棱镜22转折后与光源1的准直光光路重合，合光完成，合好的两束准直光经过超平面光学薄膜透镜23后汇聚于焦点.
所述超平面光学薄膜透镜阵列21与超平面光学薄膜透镜23采用在玻璃基板或硅基板上通过光刻镀膜方式实现。
所述超平面光学薄膜透镜阵列21针对不同波长进行镀膜。
本发明还提供一种合光方法，基于上述发散光高集成分合光光学系统实现合光。
本发明的有益效果：本发明的超平面薄膜透镜阵列是针对不同波长进行镀膜，通过将光源1的波长设计为通过超平面薄膜透镜阵列后不改变偏振方向，光源2波长设计为通过超平面薄膜透镜阵列后改变90°偏振方向，从而实现合光系统，本发明的光学系统只需要和两个光源做1次耦合，即可完成光学系统的运行，本发明的合光系统占用空间小，尤其适用于微小封装盒体。
附图说明
图1为传统的分合光系统结构示意图；
图2为本发明的分合光系统结构示意图；
附图标记：11为传统分合光系统中的第一光学准直透镜，12为传统分合光系统中的偏振分光棱镜，13为传统分合光系统中的第二光学准直透镜，14为传统分合光系统中的第三光学准直透镜，15为传统分合光系统中的半波片，21为本发明分合光系统中的超平面光学薄膜透镜阵列，22为本发明分合光系统中的偏振分光棱镜，23为本发明分合光系统中的超平面光学薄膜透镜。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明内容进一步阐释。
如图1所示为传统分合光系统的结构示意图，光源1经过第一光学准直透镜11变为准直光继续沿光轴方向传播，光源2经过第二光学准直透镜13变为准直光，再经过半波片15将其偏振方向旋转90°经过偏振分光棱镜12转折后与光源1的准直光光路重合，合光完成，合好的两束准直光经过第三光学准直透镜14后汇聚于焦点。
如图2所示为本发明的分合光系统的结构图，两个发散光光源发出发散光经过超平面光学薄膜透镜阵列21后变为准直光，光源1的准直光继续沿光轴传波，光源2的准直光经过超平面薄膜透镜阵列21，其偏振方向旋转90°经过偏振分光棱镜22转折后与光源1的准直光光路重合，合光完成，合好的两束准直光经过超平面光学薄膜透镜23后汇聚于焦点。
本领域的技术人员应注意，上述超平面薄膜透镜是针对不同波长进行镀膜，本发明通过将光源1的波长设计为通过超平面薄膜透镜阵列后不改变偏振方向，光源2波长设计为通过超平面薄膜透镜阵列后改变90°偏振方向。
本发明中的超平面光学薄膜透镜采用在玻璃基板或硅基板上通过光刻镀膜方式实现。
超平面薄膜透镜阵列21和超平面光学薄膜透镜23采用贴片机贴片完成，超平面光学薄膜透镜23和偏振分光棱镜22采用贴片机贴片完成。本发明的光学系统只需要和两个激光芯片做1次有源的功率耦合，即可完成光学系统的运行。
传统系统中第一光学准直透镜11、第二光学准直透镜13、第三光学准直透镜14，三个透镜需要进行三次耦合，同时空间占用非常大，不适用于微小封装盒体。
所述光源1于光源2可采用激光器芯片实现。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.发散光高集成分合光光学系统，其特征在于，包括：超平面光学薄膜透镜阵列(21)、偏振分光棱镜(22)、超平面光学薄膜透镜(23)；两个发散光光源发出的发散光经过超平面光学薄膜透镜阵列(21)后变为准直光，光源1的准直光继续沿光轴传波，光源2的准直光经过超平面薄膜透镜阵列(21)后，其偏振方向旋转90°经过偏振分光棱镜(22)转折后与光源1的准直光光路重合，合光完成，合好的两束准直光经过超平面光学薄膜透镜(23)后汇聚于焦点。
2.根据权利要求1所述的发散光高集成分合光光学系统，其特征在于，所述超平面光学薄膜透镜阵列(21)与超平面光学薄膜透镜(23)通过光刻镀膜方式实现。
3.根据权利要求2所述的发散光高集成分合光光学系统，其特征在于，所述超平面光学薄膜透镜阵列(21)与超平面光学薄膜透镜(23)采用的材料为玻璃基板或硅基板。
4.根据权利要求3所述的发散光高集成分合光光学系统，其特征在于，所述超平面光学薄膜透镜阵列(21)针对不同波长进行镀膜。
5.根据权利要求1所述的发散光高集成分合光光学系统，其特征在于，所述光源1于光源2采用激光器芯片。
6.一种合光方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一所述的发散光高集成分合光光学系统实现合光。
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